Erkek Sıçanlarda NaAsO2 Kaynaklı Yaşlanmaya Karşı Melatoninin İnhibitör Potansiyelinin Moleküler Kanıtı

Lütfen iletişime geçinoscar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

Soyut:Arsenik (As) zehirlenmesi, kirliliğe maruz kalma nedeniyle yaygındır. (As)'ın toksik seviyesi oksidatif strese bağlı yaşlanmaya ve doku hasarına neden olur. Melatonin (MLT) anti-oksidan ve yaşlanma karşıtı özelliklere sahip olduğundan, MLT'nin sodyum arsenit (NaAsO2) toksisitesine karşı koruyucu etkisini değerlendirmeyi amaçladık. Sağlıklı erkek NMRI fareleri sekiz farklı gruba ayrıldı. Kontrol grubu standart bir düzenli diyet aldı. Diğer gruplar, tek başına MLT, NaAsO2 ve NaAsO2 artı MLT dahil olmak üzere çeşitli diyetlerle tedavi edildi. Bir aylık tedaviden sonra kan, kalp ve akciğer dokusu örnekleri üzerinde biyokimyasal ve patolojik testler yapıldı. Ayrıca, TNF-α, 8-hidroksi-2-deoksi guanosin (8OHdG), malondialdehit (MDA), reaktif oksijen türleri (ROS) ve yüksek hareketlilik grubu kutusu 1 (HMGB1) düzeylerini arttırmış, TNF reseptörü tip 1 ile ilişkili ölüm alanı (TRADD) mRNA ve telomeraz ters transkriptaz ekspresyonunu arttırmış ve hem plazmada hem de dokularda Klotho (KL) mRNA ekspresyonunu azaltmıştır. Buna karşılık, MLT MDA, ROS, HMGB1, laktat ve TNF-α azalttı, KL'nin mRNA ekspresyonunu arttırdı ve TERT ve TRADD genlerinin mRNA ekspresyonunu baskıladı. Böylece, MLT, NaAsO2 kaynaklı doku hasarına ve oksidatif strese karşı güçlü koruma sağlar.

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

Anahtar kelime -ler:yaşlanma; Klotho; melatonin; sodyum arsenit; TERT; TRADD

1. Giriş

Arsenik bir metaloiddir ve Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı'nın (USEPA) öncelikli kirleticiler listesinde bir numaralı toksindir [1]. Yeraltı sularındaki en önemli kirleticilerden biri olmaya devam etmektedir [2]. 50 μg / L'den fazla içme suyundaki konsantrasyonu halk sağlığı için güvenli kabul edilmez, ancak bu seviyeler birçok ülkede hala yaygındır [1]. Ayrıca çeşitli kozmetiklerde, ciltte, yüzde, saçlarda ve bitkisel ürünlerde tespit edilmiştir. Doğrudan deri yoluyla kan dolaşımına emilir ve daha sonra vücutta birikerek farklı organlarda toksik etkilere neden olur [3]. Yaklaşık 200 enzimin inaktivasyonu arseniğin akut ve kronik toksisitesine neden olur; bunların birçoğu hücresel enerji yollarında ve DNA sentezi ve onarımında rol oynar.cistanche ömrünü uzatırBulantı, kusma, mide ağrısı ve ishal akut toksisiteye örnektir, kronik toksisite ise çoklu organları etkileyen multisistem hastalıklarına ve kansere yol açabilir [4]. Arsenik sitotoksik, mutajenik ve genotoksiktir, çünkü oksidatif DNA hasarına neden olur, antioksidan enzimleri azaltır ve reaktif oksijen türleri (ROS) üretir [5]. Telomeraz aktivasyonu, insan kanserlerinin ilerlemesinde çok önemli bir adımdır. Telomeraz ters transkriptaz (TERT) geninin katalitik kısmının transkripsiyonel baskısı, sağlıklı hücrelerde sessiz kalmasını sağlar [6,7]. Klastojenik bir ajan olarak arsenik, telomeraz ekspresyonunu ve telomer uzunluğunu azaltarak apoptoz, nekroz ve ROS oluşumuna neden olur ve hücre ölümünü indükler [8].

Cistanche yaşlanma karşıtı olabilir

Epifiz bezi tarafından salgılanan bir hormon olan melatonin (MLT), sirkadiyen regülasyonda önemli bir rol oynar. Ayrıca anti-oksidan, yaşlanma karşıtı, immünomodülasyon ve kanserle mücadele etkileri vardır [9,10]. MLT, radikalleri temizleyerek ve mitokondriye oksidatif hasarı azaltarak hücresel yaşlanmayı önlemeye yardımcı olur [10]. MLT ayrıca sıçanlarda periferik kanda mitomisin-C-kaynaklı genotoksik hasarın azaltılmasına yardımcı olur [11]. MLT, meme kanseri hücre proliferasyonunu ve anjiyogenezi, kanser hücresi invazyonunu ve telomeraz fonksiyonunu inhibe edebilir [12]. MLT, tümör hücrelerinde telomeraz aktivitesini ve TERT ve TR alt birimlerinin mRNA ekspresyonunu azaltarak telomeraz fonksiyonunu geri kazandırır [13,14]. Kanıtlar, MLT maruziyetinin oksidatif strese bağlı yaşlanmayı önlemede rol oynayabileceğini göstermektedir. Bu çalışma, MLT tedavisinin sodyum arsenit (Na AsO) tarafından tetiklenen oksidatif strese bağlı yaşlanmaya karşı koruma sağlayıp sağlayamayacağını değerlendirmek için tasarlanmıştır.

Arsenik, insan periferik kanında genotoksisiteye neden olurken, MLT ile birlikte tedavi, genotoksik önlemleri [15] ve beyin dokusu hasarını [16,17] önemli ölçüde azaltır.cistanche nzIn vitro çalışmalar, MLT'nin arsenit kaynaklı otofajiyi azalttığını ve birincil kültürlü nöronlarda mitokondriyal biyogenezi desteklediğini göstermiştir [18]. MLT tedavisi, pro-inflamatuar sitokinleri azaltır, bu da CNS'yi arsenik kaynaklı oksidatif stresten, DNA hasarından ve apoptozdan koruyabileceğini düşündürmektedir [19]. MLT ayrıca arsenik kaynaklı metabolik toksisiteye [20], arsenik kaynaklı karaciğer / böbrek toksisitesine ve arsenik kaynaklı testis hasarına karşı koruyucu etkiler göstermiştir [21]. Bu çalışmalar, MLT'nin kan, karaciğer, böbrek ve testis dokularında arsenik kaynaklı toksisiteye karşı koruduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışma, ML tedavisinin kalp ve akciğer dokularını sodyum arsenit (NaAsO) tarafından tetiklenen oksidatif strese bağlı yaşlanmaya karşı koruyup korumadığını, MLT'nin bu dokularda arsenik kaynaklı yaşlanmaya karşı potansiyel bir koruyucu etkisi olarak henüz araştırılmadığını değerlendirmeyi amaçlamaktadır.

2. Sonuçlar

2.1. Endüktif Olarak Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi Kullanılarak Toplam Doku Arseniği

MLT tedavisi olan ve olmayan 1/2,1/3 ve 1/10 LD50 NaAsO'ya maruz kalan kalp ve akciğer dokusu örneklerinde As konsantrasyonları Tablo 1'de gösterilmiştir. Toplam As doku konsantrasyonunun hem kalp hem de akciğer dokusunda kontrol grubuna göre doza bağımlı bir şekilde arttığı bulunmuştur. Öte yandan MLI tedavisinin As doku konsantrasyonunu düşürdüğü gösterilmiştir.

2.2.Oksidatif Stres Biyobelirteçleri

Malondialdehit (MDA), oksidatif stres değerlendirmesi için önemli belirteçlerden biri olarak bilinir. Yüksek dereceli bir toksik madde olarak, bu kimyasal bileşik hücresel lipit peroksidasyonunun bir yan ürünüdür [22]. Kalp ve akciğer örnekleri, tek başına farklı dozlarda NaAsOz ile tedaviden sonra incelendi veya oksidatif stres biyobelirteçlerini değerlendirmek için MLT ile birleştirildi. Hem kalp hem de akciğer örneklerinde, değişen miktarlarda NaAsO2 (1/2,1/3 ve 1/10 LD50) ile benzer oksidatif stres seviyeleri bulduk. Kontrolün MDA düzeyleri ile MLT grupları arasında istatistiksel fark saptanmadı. 1/10'un MDA seviyelerinde doza bağlı önemli bir artış (her ikisi de<0.05），1 （both=""><0001）， and="" ld50="" （both=""><0001）naaso2 groups="" was="" observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" mda="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples="" compared="" to="" the="" +ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" mda="" levels="" in="" the="" mlt="" +="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" higher="" oxidative="" stress="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (table="">

2.3. Reaktif Oksijen Türleri

Reaktif oksijen türleri (ROS) oksijen türevlerine aittir; hücresel fonksiyonlara zarar verirler ve toksik etkileri vardır. ROS molekülleri, iltihaplanma sırasında bir oksijen ve birkaç eşleşmemiş elektrondan oluşur [23]. Kalp ve akciğer örnekleri, reaktif oksijen türlerini değerlendirmek için farklı dozlarda NaAsO ile tedaviden sonra, tek başına veya MLT ile kombinasyon halinde incelendi. Hem kalp hem de akciğer örneklerinde, değişen miktarlarda NaAsO (1/2,1/3 ve 1/10 LD50) ile benzer ROS seviyeleri bulduk. Kontrolün ROS düzeyleri ile MLT grupları arasında istatistiksel olarak fark yoktu.cistanche penis boyutu1/10, 1/3 ve LD50 NaAsO gruplarının ROSseviyelerinde doza bağlı anlamlı bir artış (allp<0.0001)was observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" ros="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples="" compared="" to="" the'="" ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" ros="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso,="" group="" (all=""><0.0001)was observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" the="" increase="" in="" reactive="" oxygen="" species="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (table="">

2.4. Pro-İnflamatuar TNF-& Sitokin

Enflamasyonun erken evresindeki esansiyel pro-inflamatuar sitokinlerden biri tümör nekroz faktörü-alfadır (TNF-α). Bu sitokin, hücresel işlev bozukluğuna neden olan enflamatuar bir yol başlatıldığında makrofajdan salınır. TNF-α, iç veya dış patojenlere yanıt olarak bir bağışıklık sistemi aracısıdır [24]. TNF-c'nin değerlendirilmesi için plazma örnekleri, TNF-c'nin değerlendirilmesi için farklı dozlarda NaAsO ile tek başına veya MLT ile kombinasyon halinde tedaviden sonra incelendi. Kontrol gruplarının TNF-o düzeyleri ile MLT düzeylerinde istatistiksel fark saptanmadı. 1/10,1/3 ve 5 LD50 NaAsO gruplarının TNF-α düzeylerinde doza bağımlı anlamlı bir artış (tümü p<0.0001)was observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" tnf-α="" levels="" compared="" to="" the}="" ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" tnf-α="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" the="" increase="" in="" tnf-α="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (figure="">

2.5. Yüksek Hareketlilik Grubu Kutu 1 Seviyeleri

Korunmuş bir nükleer protein ve enflamatuar yolakların geç aracısı olan yüksek mobilite grubu box1 (HMGB1), inflamasyon sırasında hücresel hasarda düzenleyici bir role sahiptir [25] Kalp ve akciğer örnekleri HMGB1 seviyesi için incelenmiştir. Kontrolün HMGB1 düzeyleri ile MLT grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı. Kontrol ve MLT gruplarıyla karşılaştırıldığında, LD50 NaAsO2 grubunda HMGB1 düzeylerinde anlamlı bir artış (her ikisi de p<0.0001） was="" observed.="" however，="" compared="" to="" the号ld50="" naaso,="" group,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" hmgb1="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples.="" a="" significant="" decrease="" in="" levels="" of="" hmgb1="" was="" observed="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group.="" these="" results="" show="" that="" exposure="" to="" mlt="" will="" help="" reverse="" high="" levels="" of="" hmgb1="" induced="" by="" naaso2="" (figure="">

2.6.8-Hidroksi-2-deoksiguanozin Seviyeleri

8-hidroksi-2-deoksi guanozin (8-OHG), oksidatif stres belirteci olarak ortaya çıkan bir DNA oksidasyon ürünüdür. Çevresel faktörler guano-sinüs hidroksilasyonunu etkiler [26]. Plazma örnekleri, 8OHdG'yi değerlendirmek için farklı dozlarda NaAsO ile tek başına veya MLT ile kombine edildikten sonra incelendi. Kontrolün 8OHdG düzeyleri ile MLT grupları arasında istatistiksel olarak fark yoktu. 1/2 ve 1/3 LD50 NaAsO, gruplarında 8OHdG seviyelerinde önemli artışlar (her ikisi de<0.0001)were observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" or="" mltgroup.="">cistanche tozuBununla birlikte, MLT tedavisi, LD50 NaAsO grubuna kıyasla NaAsO kaynaklı 8OHdG seviyelerindeki artışı önlemiştir. MLT+ NaAsO2 grubunda 8OHdG düzeylerinde anlamlı bir azalma gözlendi. Bu bulgular, MLT'ye maruz kalmanın NaAsO'nun neden olduğu oksidatif DNA hasarını tersine çevirmeye yardımcı olabileceğini göstermektedir (Şekil 3).

2.7.Laktat Seviyeleri

Laktat sentezi, bozulmuş hücresel fonksiyon ve anaerobik reaksiyonların yükselmesi sırasında artar. Yüksek laktat seviyesi, mitokondriyal hasarın ve doku hipoperfüzyonunun bir göstergesidir [27]. Kalp ve akciğer örnekleri, laktatı değerlendirmek için farklı dozlarda NaAsO, tek başına veya MLT ile tedaviden sonra incelendi. Kalp ve akciğer örneklerinde farklı laktat seviyeleri bulduk. Kontrolün laktat düzeyleri ile MLT grupları arasında istatistiksel fark saptanmadı.

Kontrol veya MLT grubunun aksine, 1/10,1/3 ve LD50 NaAsO2 gruplarında laktat düzeylerinde anlamlı bir artış gözlendi. Bununla birlikte, MLT tedavisi, 1/10 LD50 NaAsO2 ve LD50 NaAsO, gruplarına kıyasla hem kalp hem de akciğer örneklerinde NaAsO2 kaynaklı laktat seviyesindeki artışı önledi (allp<0.0001). a="" significant="" decrease="" in="" lactate="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" increased="" lactate="" levels="" caused="" by="" naaso,(table="">

2.8.Gen Ekspresyonu için Gerçek Zamanlı Ters Transkripsiyon PCR

NaAsO2'nin LD50'sinin (kıvrım değişimi 0.09) ve 1/3 (katlama değişimi 0.23) varlığında (her ikisi de p<0.0001), the="" mrna="" expression="" level="" of="" the="" anti-aging="" kl="" gene="" in="" the="" heart="" samples="" was="" significantly="" downregulated="" compared="" to="" the="" control="" (fold="" change="" 1.02)="" or="" mlt="" (fold="" change="" 1.02)groups(both=""><0.0001). on="" the="" other="" hand,="" mlt="" treatment="" tended="" to="" reduce="" the="" effects="" of="" naasoz,="" as="" demonstrated="" by="" the="" higher="" mrna="" expression="" levels="" of="" kl="" genes="" in="" all="" treatment="" groups=""><0.0001) compared="" to="" the="" +ld50="" naaso2="" group.="" in="" the="" +,="" 1/3,="" and="" 1/10ld50="" naaso2+mlt="" treatment="" groups,="" the="" mrna="" kl="" gene="" expression="" level="" increased="" compared="" to="" the="" +ld50="" naasoz="" group="" (all=""><0.0001). tert="" is="" a="" telomerase="" catalytic="" subunit="" that,="" along="" with="" the="" telomerase="" rna="" component="" (terc),="" forms="" the="" fundamental="" unit="" of="" the="" telomerase="" complex.="" in="" normal="" cells,="" tert="" gene="" expression="" is="" inactive="" or="" very="" low.="" in="" comparison="" to="" the="" control="" (fold="" change="" 1.00)="" and="" mlt="" (fold="" change="" 0.92）="" groups，="" we="" observed="" that="" exposure="" to="" （fold="" change="" 2.54）and="" 1/3（fold="" change="" 2.30）ld50="" naaso2="" (both=""><0.001)significantly doubled="" tert="" gene="" mrna="" expression.="" on="" the="" other="" hand,="" mlt="" exposure="" tended="" to="" minimize="" and="" normalize="" tert="" overexpression="" in="" the="" treatment="" groups.="" the="" +="" and="" 1/10ld50="" naaso2="" +="" mlt="" treatment="" groups="" had="" significantly="" decreased="" mrna="" tert="" gene="" expression="" (both=""><0.001). tradd="" is="" a="" human="" adaptor="" protein="" responsible="" for="" programmed="" cell="" death="" and="" is="" encoded="" by="" the="" tradd="" gene.="" similar="" to="" tert,="" in="" comparison="" to="" the="" control="" (1.03-fold)="" and="" mlt="" (1.02-fold)="" groups,="" we="" observed="" that="" exposure="" to="" （1.81-fold）="" and="" 1/3（1.56-fold）ld50="" naaso2（both=""><0.05）significantly increased="" tradd="" gene="" mrna="" expression.="" when="" compared="" to="" the="" ld50="" naaso2="" group，="" mlt="" treatment="" reduced="" tradd="" gene="" mrna="" expression="" by="" 1.16="" and="" 1.09-fold="" in="" the="" +="" and="" 1/10="" ld50="" naaso2+mlt="" treatment="" groups="" (both=""><0.05)(figure>

2.9.Kalp ve Akciğer Dokularının Histolojik Değerlendirmeleri

Melatonin ve NaAsOz ile tedavi edilen sıçanlardan alınan kalp ve akciğer dokularının 1/2,1/3,1/10 dozlarında elde edilen histolojik analizinin temsili sonuçları Şekil 5'te sunulmuştur. Tıkanıklık, akut inflamatuar yanıt, nekroz, kanama veya hiperemi dahil olmak üzere herhangi bir değişiklik, farklı gruplarda karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. 1/3 ve 1/10 dozlarından alınan kalp ve akciğer dokusu mikrografileri histopatolojik değişiklik olmaksızın normaldi. 1/2 doz arsenik enjekte edilen grubun histopatolojik değerlendirmesinde miyokard hücreli nekroz saptandı.cistanche salsa özü,Bununla birlikte, melatonin de alan 1/2 doz grubunda, kalp dokusunun daha az nekrozu belirgindi. Akciğerde melatonin ve 1/2 arsenik alan grupla karşılaştırıldığında, sadece 1/2 arsenik alan grup daha fazla hiperemi, ödem ve inflamatuar hücre infiltrasyonu gösterdi.

Bu makale Moleküller 2021, 26, 6603'ten alınmıştır. https://doi.org/10.3390/molecules26216603 https://www.mdpi.com/journal/molecules