Piceatannol Reserpine veya Gama Radyasyonuna Maruz Kalmış Sıçanlarda Hepatik ve Renal AMPK/SIRT1/PGC-1 Mitokondriyal Yolu Teşvik Ediyor

İletişim:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Soyut

İnsanların radyo-terapötik dozlarda gama ışınlarına maruz kalması, kanser hastalarının yaşam kalitesini, iş beklentilerini ve genel sağlığını olumsuz yönde etkileyen geç etkiler üretebilir. Bu çalışma, stresli bir hayvan modelinde/modellerinde gama ışınlaması (IR) veya reserpin uygulamasıyla indüklenen bozuklukların olası yönetimi olarak "mitokondriyal biyogenez" sinyal yolu sürecinde Piceatannol'ün (PIC) rolünü araştırmak için yapıldı. RES); bir mitokondriyal kompleks-I inhibitörü olarak. Akut bir radyasyon dozuna (6 Gy) maruz kaldıktan sonra veya tek bir reserpin enjeksiyonundan sonra (1 g/kg BW; sc) sıçanlara 7 gün boyunca PIC (10 mg/kg VA/gün; ağızdan) verildi. Reserpin veya -radyasyon ile karşılaştırıldığında, PIC zayıflamıştırkaraciğerverenal mitokondriyal oksidatifSOD, CAT, GSH-PX ve GR aktivitelerinin önemli indüksiyonu ile lipid peroksitlerin ve NO içeriğindeki önemli azalma ile gösterilen stres. PIC ayrıca inflamatuar belirteçler, TNF- ve IL-6 ve apoptotik belirteçler, sitokrom c ve kaspaz-3 artışını önemli ölçüde azaltmıştır. Oksidatif stres, iltihaplanma ve apoptotik tepkilerin azalması, artan ekspresyon ve proteinlerin SIRT1/p38-AMPK, PGC-1 sinyal yolağının doku içeriği tarafından gösterilen mitokondriyal biyogenezde önemli bir iyileşme ile bağlantılıydı. Sonuçlar, daha yüksek ATP içeriği seviyeleri ve kompleks I aktivitesi ile doğrulanan mitokondriyal fonksiyondaki önemli iyileşme ile kanıtlanmıştır.karaciğerveböbrek fonksiyonları. Ayrıca histopatolojik incelemelerkaraciğerveböbrek dokularıPIC'nin reserpin veya gama radyasyonunun neden olduğu doku hasarından sonra doku mimarisini modüle ettiğini gösterdi. Piceatannol, oksidan/antioksidan dengesizliğini, inflamatuar ve apoptotik tepkileri düzenleyerek mitokondriyal fonksiyonları iyileştirir, bu da zayıflamak için radyo-terapötik protokollerde adjuvan tedavi olarak olası kullanımını düşündürür.karaciğerveböbrek yaralanmaları.

Anahtar Kelimeler:gama radyasyonu, mitokondriyal bozukluk, piceatannol, reserpin, hepatik, renals

böbrek fonksiyonu için kostanche

giriişRadyasyon tedavisi veya radyoterapi, kanser hücrelerini yok etmek ve seçilen metastazları kontrol etmek için iyonlaştırıcı radyasyonun kullanılmasıdır. Kanser hastalarının büyük bir çoğunluğu, meme, prostat, serviks, baş ve boyun, akciğer ve beyin kanserlerinin yanı sıra sarkomları içeren kanser tedavisinin bir parçası olarak radyasyon tedavisi görmektedir.1 Yan etkiler, sağlıklı hücrelere ve dokulara verilen hasardan kaynaklanır. tedavi alanının yakınında. Bağırsak kanseri tedavisi için terapötik abdominal ışınlama, genellikle tedaviden yıllar sonra radyasyon almamış hastalarda gözlenenden daha yüksek spesifik olmayan karın ağrısı oranları ile ilişkilidir.2 Goldberg ve Lehnert3, kanserli olmayan dokuların dışında kalan dokuların zarar görmemesi gerektiğini belirtmiştir. hedef bölge, iyonlaştırıcı radyasyon (IR) kullanımında büyük bir önceliktir. Radyasyona bağlı oksidatif stres, gen ekspresyonundaki değişiklikler, artırılmış hücre içi ROS üretimi, mitokondriyal hasar ve apoptoz dahil olmak üzere çeşitli zararlı hücresel yaralanmaları içerir. Benzer şekilde, çeşitli raporlar ksenobiyotiklerin neden olduğu bağlantılıkaraciğeroksidatif stres, inflamatuar yanıt ve hücre ölümü dahil olmak üzere farklı faktör tiplerine zarar verir.

Elektron taşıma zincirinin en büyük ve en karmaşık enzimi ve elektronların solunum zincirine giriş noktası olan mitokondriyal kompleks-I, genel solunumda hız sınırlayıcı adım olarak kabul edilir ve bu nedenle enerji metabolizmasında çok önemli bir rol oynar.4 Mutasyonlar alt birimlerinde çok çeşitli kalıtsal nöromüsküler ve metabolik bozukluklara yol açar.5 Reserpinin kompleks-I'i inhibe ettiği, inflamasyonla ilişkili reaktif oksijen/azot türlerini uyardığı ve çeşitli hayati organlarda mitokondriyal disfonksiyon sağladığı belgelenmiştir.6

Hücresel mitokondriyal hacim, toplam hücre hacminin yaklaşık yüzde 4 - yüzde 25'ini oluşturur; hücre tipine ve durumuna bağlı olarak mitokondri, sitoplazmik ışınlama için önemli bir hedefi temsil eder.7 Mitokondri, doku biyoenerjisi durumunda çok önemli bir rol oynar; bu nedenle, disfonksiyonu hastalıkların başlıca tetikleyicisi olarak kabul edilir.8 Peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptör-gama koaktivatörü-1 (PGC-1) hem mitokondriyal metabolizmayı hem de biyogenezi indükleyen önemli bir transkripsiyonel koaktivatördür. moleküler seviye. PGC-1'nin, kemo- ve radyoterapiden sonra birçok organda değişen bir ekspresyon gösterdiği çeşitli hastalıklarda çok önemli bir role sahip olduğu bildirilmiştir.9 Bununla birlikte, radyasyona bağlı mitokondriyal disfonksiyondaki rolü hala belirsizdir. PGC'nin -1 aktivasyonu, Peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptörler (PPAR'lar), AMP ile aktive olan protein kinaz (AMPK) ve Sirtuin1 (SIRT1) aracılığıyla kontrol edilmiştir. Kısaca, AMPK fosforilasyonu, PGC-1 ifadesini ve aktivasyonunu destekler; benzer şekilde, SIRT1 mitokondriyal biyogenezi düzenleyen PGC-1'yi deasetile eder ve aktive eder.10 Bu nedenle, SIRT1- aracılı PGC-1 sinyal yollarını aktive eden ajanlar, antioksidanların ve mitokondriyal fonksiyonelliğin düzenlenmesinde hayati öneme sahip olabilir. belirli Exo veya endotoksinlerin neden olduğu toksik tahribatı takip eden durumlar.11 Bu tür ajanlara bir örnek, stilben grubuna ait bir polifenol olan piceatannol (PIC); bitkilerde doğal olarak bulunan bir resveratrol analoğu. Örneğin, hem kırmızı hem de beyaz üzüm sırasıyla 374 ve 43 ng/g konsantrasyonlarında PIC içerir.11 Ayrıca çarkıfelek meyvesi ve Vaccinium meyveleri PIC açısından zengindir.12,13 PIC'nin geniş bir biyolojik spektruma sahip olduğu bildirilmiştir. antidiyabetik, nöro-koruyucu, kardiyoprotektif, anti-alerjik ve anti-aging gibi aktivitelerdir.14-16 Ayrıca retina pigment epitel hücrelerini UV-B ışınlarına karşı korur.17 Yukarıdaki detaylı bilgiler ışığında, bu çalışma modülasyonu amaçlamıştır. klasik mitokondriyal toksin tarafından indüklenene kıyasla radyasyon aracılı mitokondriyal işlev bozukluğu; reserpin, piceatannol'ün hem stresörlerin neden olduğu karaciğer hem de böbrek yaralanmalarına karşı potansiyel etkisine odaklanarak.

Malzemeler ve yöntemler

Malzemeler:Reserpin (metilreserpat 3,4,5-trimetoksibenzoik asit), piceatannol (3,3',4,5'-tetrahidroksi stilben) ve diğer tüm kimyasal reaktifler, çözücüler ve tamponlar Sigma Aldrich Chemical Co.'dan ( Louis, MO, ABD). Hayvanlar: Bu çalışmada 150-180 g ağırlığındaki erkek Wister Albino sıçanları kullanıldı; Mısır Holding Şirketinin Biyolojik Ürünler ve Aşılar yetiştirme biriminden satın alındılar. Hayvanlar standart kafeslerde barındırıldı ve suya ve standart laboratuvar diyetine serbest erişime sahipti; tüm hayvanlar, standart sıcaklık ve aydınlık-karanlık döngüsü koşullarına tabi tutuldu. Bu çalışma, Ulusal Radyasyon Araştırma ve Teknoloji Merkezi (NCRRT), Kahire, Mısır (Ref. No: 195/7/2020) Araştırma Etik Komitesi tarafından belirtilen ve uluslararası kılavuzlara uygun kılavuzlara göre yürütülmüştür. Laboratuar hayvanlarının uygun bakımı ve kullanımı için ve Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzunda (NIH yayın No. 85–23, 1996) belirtilen ilgili mevzuata uyulur.

Işınlama süreci:Tek bir doz 6 Gray (Gy) gama radyasyonu sıçanların tüm vücuduna 0.67 Gy/dk doz hızında verildi, NCRRT'de (Kahire, Mısır) bir Kanada gama kullanılarak gerçekleştirildi. hücre-40 (137Sezyum). Radyasyon dozu NCRRT'deki Dozimetri uzmanları tarafından, NCRRT rutin programlanmış doz haritalama ve doğrulama çalışmaları tarafından onaylandığı üzere 137 Sezyum kaynağı tarafından yayılan doz hızına (0.67 Gy/dk) dayalı olarak hesaplandı.

Deneysel tasarım:PIC'nin reserpin/radyasyon kaynaklı mitokondriyal disfonksiyon üzerindeki etkilerini değerlendirmek için, sıçanlar rastgele altı deney grubuna ayrıldı; her grup sekiz hayvandan oluşuyordu. Kontrol (C) grubu: normal sıçanlar. PIC grubu: sıçanlar, oral yoldan 10 mg/kg/gün dozunda art arda yedi gün boyunca piceatannol aldı. IR grubu: 6 Gy'lik akut bir doza maruz bırakılan ışınlanmış sıçanlar. IR artı PIC grubu: sıçanlar, irradyasyonun (6 Gy) ardından yukarıda belirtildiği gibi oral olarak PIC aldı. RES grubu; sıçanlara tek bir reserpin enjeksiyonu yapıldı; sc, 1 g/kg dozunda. RES artı PIC grubu; sıçanlar, reserpin enjeksiyonunu takiben (daha önce bahsedildiği gibi) oral olarak PIC aldı. Bu çalışmada uygulanan PIC, IR ve RES dozları sırasıyla daha önceki çalışmalara18-20 dayanmaktadır.

Kan ve doku örneklemesi:Deney periyodunun sonunda, sıçanlara intraperitoneal üretan enjeksiyonu (1.2 g/kg vücut ağırlığı) ile anestezi uygulandı, daha sonra servikal dekapitasyon ile öldürüldü. Plazma ve serumu ayırmak için heparinize ve heparinize olmayan tüplerde kan alındı; sırasıyla, Hettich Mikro 22R santrifüj UP8U'I (Tuttlingen, Almanya) kullanılarak 3000 x g'de 15 dakika santrifüj edilerek. Kesilmiş karaciğer ve böbrek doku örnekleri toplandı ve her biri iki kısma ayrıldı; bunlardan ilki, antioksidan biyobelirteçlerin, proinflamatuar mediatörlerin, apoptotik belirteçlerin ve gen ifadelerinin daha fazla değerlendirilmesi için -80 derecede saklandı. Karaciğer ve böbrek örneklerinin ikinci kısmı yüzde 10 nötr formalin içinde sabitlendi ve histopatolojik inceleme için hazırlandı.

yöntemler

Mitokondriyal fraksiyonun ayrılması:Karaciğer ve böbrek mitokondriyal fraksiyonları Lampl ve ark.22 tarafından açıklanan yönteme göre hazırlandı. Kısaca, dokular 250 mM sakaroz, 10 mM Tris-HCl ve 1 mM etilen içeren bir ortamda bir Teflon havaneli homojenleştirici kullanılarak buz üzerinde homojenleştirildi. diamin tetra asetik asit (EDTA), pH 7.2, 4 derecede. Homojenat, 600 x g'de 10 dakika santrifüjlendi ve daha sonra süpernatan, mitokondriyal pelet elde etmek için 15,{11}} x g'de 5 dakika santrifüjlendi. Mitokondriyal fraksiyonların protein içeriği Bradford yöntemi kullanılarak belirlendi.23

Mitokondriyal oksidatif stres durumunun değerlendirilmesi:Lipid peroksidasyonunun kapsamı, Yoshioka ve diğerleri tarafından tarif edildiği gibi kullanılan malondialdehit (MDA) için tiyobarbitürik asit testi kullanılarak değerlendirildi. Nitrik oksit (NO), Miranda ve arkadaşlarının yöntemine göre ölçüldü.25 Süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon redüktaz (GR) ve glutatyon peroksidaz (GSH-Px) seviyeleri Kakkar ve diğerleri,26 Bergmeyer ve diğerleri,27 Goldberg ve Spooner,28 ve Gross ve diğerleri, yöntemlerine göre belirlendi. 29 sırasıyla.

Mitokondriyal fonksiyonun değerlendirilmesi:Solunum zinciri kompleksi I'in aktivitesi, spektrofotometrik olarak belirlendi ve miligram mitokondriyal protein başına dakikada µmol indirgenmiş veya oksitlenmiş substrat olarak ifade edildi. Kompleks I (NADH-ubiquinone oksidoredüktaz) aktivitesi, 10 mmol l-1 KH2PO4/K2HP04 tamponunda, pH 7.5, elektron alıcısı olarak 100 µmol l-1 desil ubikinon ve verici olarak 200 µmol l-1 NADH kullanılarak test edildi. 3,75 mg·mL-1 BSA, 2 mmol l-1 KCN ve 7,5 μmol l-1 antimisin A. NADH oksidasyonu daha sonra 340 nm'de ölçüldü.30 ATP konsantrasyonu Kit (Cat. No. S0027, Beyotime Biotechnology, Jiangsu, Çin) üreticinin talimatlarına göre. Karaciğer ve böbrek fonksiyonlarının değerlendirilmesi: Aspartat aminotransferaz (AST, Kat. No. 261 002), alanin aminotransferaz (ALT, Kat. No. 263 002) ve alkalin fosfatazın (ALP, Kat. No. 263 002) serum aktiviteleri. 217 002), üreticinin protokolüne göre ticari kitler (Spectrum Diagnostics Co., Kahire, Mısır) kullanılarak karaciğer fonksiyonu için biyobelirteçler olarak belirlendi. Benzer şekilde; böbrek fonksiyonunu değerlendirmek için serum üre ve kreatinin seviyeleri Bio-Mid Diagnostics Kitleri (Cat. No. URE118100 ve CRE106100, Kahire, Mısır) kullanılarak sırasıyla üreticinin talimatlarına göre ölçüldü.

Enflamatuar belirteçlerin değerlendirilmesi:Sıçan serumunda proinflamatuar sitokinler; tümör nekroz faktörü-alfa (TNF-, Kat. No. RTA00) ve interlökin 6 (IL-6, Kat. No. SR6000B), R&D Systems, Inc., Minneapolis'ten satın alınan kitler kullanılarak araştırıldı , AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ.

Apoptotik belirteçlerin değerlendirilmesi:Sitokrom-c (Cyt-c, Kat. No. MITOISO1, Sigma Aldrich, St Louis, MO, ABD) ve Kaspaz-3 (CSB, Kat. No. -E08857r, Cusabio Biotech, Ltd) protein seviyeleri , Çin) karaciğer ve böbrek homojenatlarında üreticinin talimatlarına göre ELISA tekniği kullanılarak nicelleştirildi.

Mitokondriyal PGC'nin moleküler değerlendirmesi- 1 :Karaciğer ve böbrek sıçan homojenatlarındaki PGC-1 protein içeriği, bir ELISA kiti (CSB-EL018425RA, Cusabio Biotech, Ltd., Çin) kullanılarak belirlendi, tüm prosedürler üreticinin talimatlarına göre yapıldı.

Kantitatif gerçek zamanlı PCR (qRT-PCR) ile karaciğer ve böbrek dokularında SIRT1 ve PGC-1 mRNA gen ekspresyonlarının tespiti:Toplam RNA ekstrakte edildikaraciğerveböbrek dokusuüreticinin talimatlarına göre RNeasy Purification Reaktifi (Qiagen, Valencia, CA) kullanarak homojen hale getirin. Ekstrakte edilen RNA kalitesini değerlendirmek için jel elektroforezi kullanıldı. Birinci iplikli cDNA, bir Oligo (dT)12-18 primeri ve Superscript™ II-RNase Ters Transkriptaz kullanılarak 4 ug toplam RNA'dan sentezlendi. Bu karışım daha sonra 42 derecede 1 saat inkübe edildi, kit SuperScript Choice System'den (Life Technologies, Breda, Hollanda) satın alındı. Livak ve Schmittgen31 tarafından belirtilen yönteme göre SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems, Foster City, CA ABD) ile gerçek zamanlı PCR (RT– PCR) kullanılarak, her numune için gen ifadesi aşağıdaki ifadeye normalleştirildi: aşağıdaki gibi aktin:

İmmünoblotlama analizi:Homojenizasyon lizis tamponu (Sigma-Aldrich, St. Louis, MD, ABD) kullanılarak Mingone ve diğerleri tarafından daha önce tanımlandığı gibi Western blot analizi için sıçan karaciğeri ve böbrek homojenatları kullanıldı. BCA tahlil kiti (Thermo Fisher Scientific) lizattaki toplam protein içeriğini ölçmek için kullanıldı, ardından her numune yüzde 8 sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) üzerine yüklendi ve bir nitroselüloz membrana (Amersham Bioscience, Piscataway, New Jersey, ABD) yarı kuru transfer aparatı (Bio-Rad, Hercules, California) kullanılarak yapılmıştır. Zarlar, 10 mmol Tris–HCl (pH 7.4), 150 mmol NaCl ve yüzde 0.05 Tween- 20 (TBST) içeren Tris tamponlu salin içeren yüzde 5 yağsız süt bloke edici tampon ile inkübe edildi. 4 derecede, bir gecede. Zarlar daha sonra TBST ile yıkandı ve anti-SIRT1, anti-p{18}} ve anti-pp-38 (Thr180/Tyr182) antikorunun (1:500, Cell Signaling Technologies) her birinin antikorları ile inkübe edildi. , Danvers, MA), gece boyunca 4 derecede bir silindir çalkalayıcı üzerinde. Belirtilen birincil antikor ve ardından uygun yaban turpu peroksidaz (HRP)-konjuge keçi immünoglobulini (Amersham Biosciences) kullanılarak immünoblotlama yapıldı. Üreticinin protokollerine göre Amersham saptama kiti kullanılarak kemilüminesans saptaması yapıldı ve X-ışını filmine maruz bırakıldı. Protein seviyeleri, bir tarama lazer dansitometresi (Biomed Instruments) kullanılarak otoradyogramların dansitometrik analizi ile ölçülmüştür. Sonuçlar -aktin protein ekspresyonu (temizlik proteini olarak) için normalizasyondan sonra belirlendi.

Histopatolojik inceleme

Karaciğer ve böbrek doku örnekleri yüzde 10 formaldehit solüsyonunda sabitlendi ve standart yöntemler kullanılarak parafine yerleştirildi. 3-μm'de kesitli dokular, hematoksilen-eozin (H&E) boyası ile tedavi edildi. Işık mikroskobu altında lekeli bölümler incelendi.33. Hepatositlerin histopatolojik değişiklikleri ve periportal lenfosit infiltrasyonunun derecesi Ramos ve ark.34'e göre kaydedildi.böbreklezyonlar Zhang ve ark.35'e göre puanlandı.

bukaraciğerlezyonlar aşağıdaki kriterlere göre puanlandı:

istatistiksel analizler

Farklı gruplar arasındaki karşılaştırmalar, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ile yapılmıştır. İki veya daha fazla grup arasındaki farklılıkları ölçmek için gruplar arası ve gruplar arası varyansı karşılaştıran parametrik istatistiksel bir analizdir. Tüm istatistiksel analizler, istatistiksel paket SPSS (Statistical Program for Social Science) (SPSS® Chicago, IL, USA) sürüm 15.0 yazılım programı kullanılarak yapıldı. Her değer, her gruptaki sekiz hayvandan toplanan ortalama ± standart sapmayı temsil eder. Ortalamalar arasındaki fark, P < 0.05'te="" önemli="" kabul="">

Sonuçlar

PIC'nin hepatik ve renal mitokondriyal oksidatif stres üzerindeki etkisi:RES ve IR etkilerine gelince,karaciğeroksidatif stres durumu, karaciğer MDA içeriğinde belirgin bir artış, kontrol grubuna kıyasla RES ve IR gruplarında SOD, CAT, GSH-Px ve GR'nin mitokondriyal aktivitelerinde bariz bir inhibisyon ile ilişkilidir. PIC tedavisi, hepatik MDA içeriklerinde RES ve IR kaynaklı artışı önemli ölçüde azaltmış vekaraciğerSOD, CAT, GSH-Px ve GR'nin mitokondriyal aktiviteleri, RES ve IR ile tedavi edilmeyen gruplara kıyasla PIC artı RES ve PIC artı IR gruplarında gözlendi (Tablo 1).

PIC'nin RES ve IR kaynaklı etkilere karşı etkileri ile ilgili olarakböbrek hasarı,nefrotoksisite biyobelirteçleri; serum üre ve kreatinin düzeyleri değerlendirildi. Tablo 1'de görüntülenen sonuçlar, serum üre ve kreatinin seviyelerinde belirgin bir yükselmeyi ve buna renal MDA içeriğinde bir yükselme ile birlikte inhibisyonunu ortaya çıkarmıştır.böbrekRES ve IR gruplarında kontrol grubuna göre mitokondriyal SOD, CAT, GSH-Px ve GR aktiviteleri. Öte yandan, PIC, serum üre ve kreatinin düzeylerinin yanı sıra renal MDA içeriğini önemli ölçüde azalttığı için bu etkileri tersine çevirdi. Ayrıca, PIC uygulaması, RES ve IR gruplarına kıyasla, PIC artı RES ve PIC artı IR gruplarında renal mitokondriyal SOD, CAT, GSH-Px ve GR aktivitelerinde önemli bir yükselmeye neden oldu (Tablo 1).

Piceatannol'ün inflamatuar belirteçler ve hepatik ve renal fonksiyonlar üzerindeki etkisi

Serum karaciğer enzim aktiviteleri; AST, ALT ve ALP, reserpin (RES) uygulaması ve iyonlaştırıcı radyasyona (IR) maruz kalmanın neden olduğu karaciğer hasarının derecesini belirlemek için yapıldı. Tablo 2'de RES ve IR gruplarında serum AST, ALT ve ALP aktivitelerinde anlamlı artış; kontrole kıyasla görüntülenir. Öte yandan, RES ve IR sıçanlarının PIC ile tedavisi, önemli ölçüde düzeltildi.karaciğer hasarıtedavi edilmemiş RES ve IR gruplarına kıyasla serum AST ve ALT aktivitelerinde toksik maddelerin her biri tarafından indüklenir (Tablo 2). Tablo 2'de gösterildiği gibi, RES ve IR grupları, kontrol sıçanlarına kıyasla serum IL-6 ve TNF- seviyelerinde belirgin bir artış gösterdi. Dikkat çekici bir şekilde, RES ve IR gruplarına PIC verilmesi, PIC artı RES ve PIC artı IR gruplarında serum IL-6 ve TNF- düzeylerini karşılık gelen kontrol gruplarına kıyasla önemli ölçüde azalttı.

RES veya -radyasyona maruz kalan sıçanlarda PIC tedavisinin hepatik ve renal mitokondriyal değişiklikler üzerindeki etkisi

Mitokondriyal Kompleks I enziminin aktivitesi ve ATP içeriği, hem hepatik hem derenal mitokondriyal fonksiyonlar. Her biri reserpin enjeksiyonu ve radyasyon

maruz kalma, karaciğerde önemli bir azalmaya neden oldu veböbrek mitokondriyalATP içerikleri ve kompleks I aktivitesi, tedavi edilmeyen gruplarla karşılaştırıldığında (Tablo 3). Bununla birlikte, PIC ile tedavi edilen gruplar, hem mitokondriyal dehidrojenaz (kompleks-1) aktivitesinde hem de ATP içeriğinde önemli bir artış gösterdi.

PIC'nin hepatik ve renal apoptotik belirteçler üzerindeki etkisiMitokondriyal disfonksiyon ayrıca bariz bir duruma da yansıdı.karaciğerveböbrekhücresel apoptoz. Tablo 4'te görüntülenen veriler, RES ve IR'nin her birinin hepatik veböbrekkontrol grubuyla karşılaştırıldığında sitokrom c ve kaspaz-3. PIC plus IR grubunda önemli düşüşler kaydedildi (Tablo 4). PIC artı RES grubu durumunda, RES grubuna kıyasla kısmi ancak istatistiksel olarak anlamlı iyileşmeler gözlendi.

PIC tedavisi, hepatoselüler PGC-1 /p38 sinyal moleküllerini yukarı regüle etti, Şekil 1a ila d'de gösterildiği gibi, RES ve IR'nin her biri hepatik veböbrekp-p38/t-p38 ifadesindeki azalma ile gösterildiği gibi aktif p38 (p-p38Thr180/Tyr182). Buna karaciğerde önemli bir düşüş eşlik etti veböbrekKontrol grubuna kıyasla RES ve IR gruplarında görüldüğü gibi PGC-1 gen ekspresyonu ve protein seviyesi. PIC tedavisi, RES ve IR ile tedavi edilmemiş gruplarla karşılaştırıldığında, hepatik ve renal aktif p38 ve PGC-1 proteinlerinin RES ve IR kaynaklı bozulma ekspresyonunu iyileştirdi; sırasıyla (Şekil 2a–d). Moleküler düzeyde, SIRT-1 mRNA ve protein ekspresyon seviyeleri, RES ve IR ile tedavi edilen gruplarda, kontrol grubuna kıyasla belirgin şekilde azaldı. Kayda değer, PIC uygulaması hepatik veböbrekRES veya IR gruplarıyla karşılaştırıldığında SIRT-1 gen ekspresyonu ve protein seviyeleri (Şekil 3a–e).

Tartışma

Mevcut çalışma, klasik mitokondriyal toksin tarafından üretilene kıyasla, tek doz radyasyona maruz kalmanın neden olduğu mitokondriyal biyogenez makinelerindeki değişiklikleri araştırdı; reserpin, hem karaciğer hem de böbrek mitokondriyal fonksiyonlarının müteakip değişiklikleri ile birlikte bir oksidatif stres durumunun indüklenmesi yoluyla zehirlenme. Oksidatif stres dışında, inflamatuar reaksiyonların amplifikasyonu, gen ekspresyonu ve hücresel sinyal yollarındaki değişim ve apoptozun indüklenmesi gibi doku yaralanmalarına neden olabilecek çeşitli mekanizmalar önerilmiştir.36

Bu çalışmada, lipid peroksitlerin ve NO'nun önemli ölçüde daha yüksek doku içeriği, SOD, CAT, GPX ve GR aktivitelerinin önemli inhibisyonu ile karaciğer ve böbrek dokularında hem radyasyon hem de reserpin kaynaklı fizyolojik toksisiteleri gösterdi. Redoks sinyalleme durumundaki bu tür bozulmalar, karaciğer fonksiyonu biyobelirteçlerinde gözlenen değişiklikler tarafından yansıtıldığı gibi her bir karaciğer ve böbrekte müteakip bir işlev bozukluğuna neden oldu; ALT, AST ve ALP'nin yanı sıraböbrek fonksiyonu; kontrol grubu ile karşılaştırıldığında serum üre ve kreatinin. Moustafa ve ark.37'nin çalışmasında karşılaştırılabilir sonuçlar bildirilmiştir.

Bu yükselmelerin olası bir mekanizması, bu enzimlerin seruma sızan hepatositlerin plazma membran geçirgenliğinin RES ile indüklenen bozulmasıdır.38 Aynı doğrultuda, yakın tarihli bir çalışma39 radyasyona bağlı nefrotoksisitenin Cyclin D1 ekspresyonunda ROS aracılı depresyon tarafından tetiklendiğini bildirmiştir. içindeböbrekçekirdekler ve hücreler, böylece hücre içi sinyalleşmede değişikliklere neden olur.böbrek hasarı.

Sistemik uygulamasını takiben, reserpin, kan akışına bağlı olarak dokulara dağıtılır ve hücre zarlarına kolayca nüfuz eder ve daha sonra hücre içi zar bileşenlerine, özellikle fosfolipidler açısından zengin olanlara bağlanır, monoamin alımının stokiyometrik olmayan bir inhibisyonunu indükleyen adüktler oluşturur,40 bunun sonucunda oksidatif monoamin oksidazlar tarafından bu monoaminlerin oksidasyon süreçlerine bağlı stres durumu.41 Ayrıca, doku lipid peroksitlerinin birikmesi, karaciğer ve böbrek dahil olmak üzere birçok organda mitokondriyal fonksiyonlara müdahale eden bir inflamatuar durumu indükler.

Mevcut çalışmada, ROS'un aşırı üretimi; IR ile indüklenen doku suyu radyolizinden ve RES ile indüklenen oksidatif mitokondriyal hasardan kaynaklanan, makromoleküller ve diğer temel hedeflerle reaksiyona girerek mitokondrilerde belirgin otolizi indükleyebilir42, bu da mitokondride önemli artışla doğrulandığı gibi hepatositlerin mitokondri aracılı apoptozisine43 neden olur.karaciğer ve böbrekmevcut sonuçlarda gösterilen sitokrom c ve kaspaz-3 aktivitesi. Ayrıca, RES ve IR ile tedavi edilen sıçanlardaki hepatotoksisite ve nefrotoksisite, burada histopatolojik bulgularla doğrulanmıştır (Şekil 4 ve 5).

Yukarıdakilerle uyumlu olarak, bu çalışmada reserpinin ATP seviyesini ve süksinat bağımlı Kompleks I, Sirt-1, PGC-1 ve p38 MAPK'nın aktivitelerini önemli ölçüde azalttığını gösterdik. karaciğerdeki mitokondriyal solunum zincirinde bozulmuş bir fonksiyon veböbrek dokuları.Bu, SIRT1'in aşağı regülasyonunu indükleyen artan lipid birikimine atfedilebilir ve bu da karaciğer ve böbrekte -oksidasyon genlerinin ekspresyonunu azaltır.

Mitojenle aktive olan protein kinazlar (MAPK), ERK-1, ERK-2, JNK'ler ve etkilenen hücresel çevreye bağlı mekanizma tarafından düzenlenen bir döngü olan p38 kinazdan oluşan bir aktivasyon döngüsünde yer alır. potansiyel olarak zararlı abiyotik stres uyaranları tarafından.45 Park ve ark.46'nın yakın tarihli bir araştırması, RES'in MAPK'yı önemli ölçüde indüklediğini, ancak mevcut verilerde fark edilen p38 fosforilasyonunu inhibe ettiğini belirtti.karaciğer ve böbrek dokuları.

Değişen dolaşımdaki sitokin seviyeleri, radyoterapinin neden olduğu ve kanser hastalarının klinik sonuçları için non-invaziv öngörücü biyobelirteçler olabilir.47 Çeşitli çalışmalar, inflamatuar koşullar altında sitokinlerin değişken p38/PGC-1 eksen seviyelerinde anahtar bir role sahip olduğunu bildirmiştir. 48 Çalışmamızda, RES ve IR, karşılık gelen kontrole kıyasla düşük p38/PGC-1 seviyelerine sahip TNF- ve IL-6 sitokinlerinin yükselmesiyle yansıtılan bir inflamatuar yanıtı uyararak, p38 AMPAK içindekaraciğer ve böbrek hasarı. Thabet ve ark.49, hepatositlerde PPAR-/p38 inhibisyonunun sitokin aktivasyonunun artmasıyla sonuçlandığını ve bunun sonucunda kemokinin inflamatuar hücrelerin toplanması için ekspresyonunda bir artışa yol açarak hepatosit apoptozisine yol açtığını bildirmiştir. Önerilen mekanizmalar; RES, aşağıdakiler yoluyla hepatosit hasarını indükleyebilir.

düz endoplazmik retikulum proliferasyonu, ribozomlar ve mitokondriyal hasarın entegrasyonu.38 PGC-1, iskelet kası50 ve karaciğerde mitokondriyal biyogenezde çok önemli bir rol oynar.51 Onun silinmesi, mitokondriyal içeriğin azalmasına yol açar.52 PGC-1 işlevleri aktive edici bir transkripsiyon faktörü olarak ve nükleer solunum faktörleri 1 ve 2 ve mitokondriyal transkripsiyon faktörü-A gibi nükleer ve mitokondriyal genlerin koordineli düzenlenmesinde rol oynar.53 Mevcut çalışmada, piceatannol tedavisinin Sirt üzerindeki düzenleyici ve indükleyici etkileri araştırılmıştır. -1/PGC-1 mitokondriyal biyogenezde yer alır ve dolayısıyla bütünlüğünü ve işlevlerini etkiler. Sonuçlar, piceatannolün karaciğerde lipid peroksidasyonunu ve NO içeriğini azalttığını ve GSH-PX, GR, SOD ve CAT aktivitesini arttırdığını ortaya koydu.

ve böbrek. Piceatannol'ün bu etkileri, karşılaştırılabilir etkileri çeşitli çalışmalarda rapor edilen resveratrol ve pterostilben ile yapısal benzerliğine atfedilebilir. Örneğin, resveratrol ve pterostilbenin diyabetik hayvanlarda antioksidan durumunu arttırdığı rapor edilmiştir.54,55 Benzer şekilde, pterostilbenin antioksidan etkileri, ROS'u temizleyen bir hidroksilik grup ve iki metoksilik grup içeren benzersiz yapısına atfedilmiştir56; çeşitli hastalıkların başlangıcında ve patogenezinde rol oynayan

Sonuçlar ayrıca piceatannol'ün karaciğer ve böbrekte IR ve RES toksisitelerine karşı inflamatuar ve apoptotik tepkileri azaltabildiğini de ortaya koydu. Piceatannol, inflamatuar belirteçler TNF- ve IL-6 ve apoptotik belirteçler, sitokrom c ve kaspaz-3 artışını azalttı. Ayrıca, piceatannol, p-p38, SIRT1, PGC-1 ekspresyonlarını ve proteinlerin doku içeriğini artırdı. Bu bağlamda, yapısal olarak piceatannole benzer pterostilbenin, adenosin monofosfatla aktive olan protein kinazın (AMPK) artan fosforilasyonu yoluyla sıçanları diyabetik miyokardiyal oksidatif strese ve apoptoza karşı koruduğu bulundu.57 Ayrıca, pterostilbenin, AMPK/nükleer faktör eritroid 2-ilgili faktör-2 (Nrf2)/heme-oksijenaz (HO-1) yolu,58 ve -amiloid kaynaklı inflamasyona karşı nöroprotektif özelliklere sahip olmak Beyindeki NLRP3/kaspaz-1 iltihaplı yol.59

PGC-1, mitokondriyal gen ekspresyonunu ve mitokondriyal DNA replikasyonunu uyaran mitokondriyal biyogenezin "ana anahtarıdır".10 Mevcut çalışmada sonuçlar, PIC tedavisinin PGC-1 deasetilasyonunu desteklediğini ve gen ifadesini hedeflediğini ortaya koydu. , diyabetik nefropati sıçanlarının böbreklerinde SIRT1 mRNA aktivasyonu üzerinde bir resveratrol analoğu gibi SIRT1-bağımlı yol aktivasyonunun PGC-1 protein seviyelerinde artış ile.53

Piceatannol tarafından ortaya çıkarılan artmış PGC-1 ifadesi; burada, antioksidan enzimlerin artan aktivitesi ile ilişkilendirilmiştir. Bu gözlemle uyumlu olarak, Rius-Pérez ve diğerleri,60 Valera Alberni ve Canto59, PGC-1'nin ROS detoksifiye edici enzimlerin indüksiyonunda yer aldığını bildirdi. Bu nedenle, piceatannol'ün ROS'u baskılama yeteneğinin geliştirilmiş antioksidan ve azaltılmış inflamatuar ve apoptotik tepkilerin SIRT1/p38-AMPK sinyal yolu aracılığıyla işlev görebileceğini tahmin ettik.

IR ve RES'e maruz kaldıktan sonra PIC ile tedavi edilen sıçanlarda, oksidatif stres, inflamatuar ve apoptotik belirteçlerin azalmasına mitokondriyal biyogenezde bir iyileşme eşlik etti. Daha yüksek ATP içeriği seviyeleri ve karmaşık I aktivitesi, gelişmiş mitokondriyal fonksiyonu gösterir. PIC'nin karaciğer ve böbrek hasarındaki modülatör rolü, karaciğer ve böbrek fonksiyonlarının iyileştirilmesi ve histopatolojik incelemelerle doğrulandı. Olağanüstü antioksidan işlevi nedeniyle piceatannol (PIC) faydalı bir bileşiktir. PIC, antioksidan özelliğini etilen çift bağlarından ve fenolik hidroksil gruplarından türetmiştir.61 Li ve diğerleri.62, PIC'nin, benzen halkası üzerindeki dört fenolik hidroksil grubu nedeniyle, hidroksil radikallerini süpürmede güçlü antioksidan aktivite gösterdiğini bulmuşlardır. Setoguchi ve ark.63, deneyleri altında piceatannolün resveratrolden daha yüksek metabolik stabilite ortaya koyduğunu göstermiştir; piceatannol için farmakokinetik eğri, resveratrol için olandan 2.1 kat daha yüksekti.

Mevcut çalışmada elde edilen sonuçlar, çilek meyvelerinin zengin bir fitokimyasal kaynağı olduğunu bildiren önceki bulgularla uyumludur. ek olarak, Wahdan ve ark.67, 10 mg/kg dozda PIC'nin böbrek hasarını tedavi etmede etkili olduğunu göstermiştir ve elde edilen sonuçlar, Kadmiyum kaynaklı toksisiteye maruz kalan sıçanların PIC (10 mg/kg BW) tedavisinin ortaya çıktığını da doğrulamaktadır. Nrf2 yolunun mRNA- ve protein ekspresyon seviyelerinde upregülasyon yoluyla oksidatif stresin inhibisyonu.18 Bu çalışmada, PIC'nin gama radyasyonunun neden olduğu oksidatif strese, mitokondriyal disfonksiyona ve apoptoza karşı koruma sağlayabileceğini göstererek PIC aracılı koruma için yeni bir mekanizma sunuyoruz. lipid peroksitlerin doku içeriğini azaltarak, NO ve SOD, CAT, GPX ve GR aktivitelerini indükleyerek, SIRT1/p38-AMPK, PGC-1 si regülasyonu ile birlikte gıcırdayan yol. Yine de araştırmamızın bazı sınırlılıkları vardır; örneğin, mitokondriyal geçirgenlik geçişinin değerlendirilmesi, kompleks II ve inflamatuar sitokinlerin doku içeriğinin değerlendirilmesi, mitokondriyal morfolojinin biyokimyasal ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM), PIC'nin etki mekanizmalarını daha ayrıntılı olarak tanımlamak için destekleyici parametreler olabilirdi.

Çözüm

Piceatannol'ün oksidan/antioksidan dengesizliğini, inflamatuar ve apoptotik yanıtları düzenleyerek mitokondriyal biyogenezi ve işlevleri iyileştirdiği sonucuna varılabilir, bu da piceatannol'ün koruyucu etkisinin radyoterapi gören hastalar için adjuvan tedavinin geliştirilmesinde bir adım olabileceğini düşündürür.