Kvercetīns mazina smadzeņu oksidatīvās izmaiņas, ko izraisa dzelzs oksīda nanodaļiņas žurkām

Kontaktpersona:tina.xiang@wecistanche.comlai iegūtu sīkāku informāciju

Abstrakts: Dzelzs oksīda nanodaļiņu (IONP) terapijai ir dažādi ieguvumi veselībai, taču lielas devas vai ilgstoša terapija var izraisīt oksidatīvus šūnu bojājumus, īpaši smadzenēs. Tāpēc mēs veicām pašreizējo pētījumu, lai izpētītu aizsargājošo lomukvercetīnspapildinājums pret oksidatīvām izmaiņām, ko žurku smadzenēs izraisa IONP. Četrdesmit pieaugušie albīnu žurku tēviņi tika iedalīti vienādās piecās grupās; kontrole saņēma parasto bazālo diētu, IONP grupai intraperitoneāli injicēja IONP 50 mg/kg ķermeņa svara (ĶM), un ar kvercetīnu ārstētajām grupām bija IONP plus Q25, IONP plus Q50 un IONP plus Q100, kas perorāli tika aizstāti ar kvercetīnu. attiecīgi ar devām 25, 50 un 100 mg kvercetīna/kg ķermeņa masas dienā, lietojot to pašu IONP devu 30 dienas. IONP izraisīja ievērojamu malondialdehīda (MDA) pieaugumu un ievērojami samazināja reducētā glutationa (GSH) un oksidētā glutationa (GSSG) daudzumu. Līdz ar to IONP ievērojami izraisīja smagus smadzeņu audu bojājumus dzelzs nogulsnēšanās dēļ, izraisot oksidatīvas izmaiņas, ievērojami palielinot smadzeņu kreatīna fosfokināzes (CPK) un acetilholīnesterāzes (AChE) līmeni. Turklāt IONP izraisīja ievērojamu epinefrīna, serotonīna un melatonīna samazināšanos smadzenēs, samazinot peroksisomu proliferatora aktivētā receptoru-gamma koaktivatora 1-alfa (PGC-1a) un mitohondriju transkripcijas faktora A (mtTFA) mRNS regulējumu. izteiksmes. IONP izraisīja apoptozi smadzenēs, ko kontrolēja kaspāzes 3 palielināšanās un B-šūnu limfomas 2 (Bcl2) ekspresijas līmeņa pazemināšanās. Kvercetīna papildināšana ievērojami uzvarēja smadzenesoksidatīvie bojājumino devas atkarīgā veidā. Tāpēc kvercetīna papildināšana IONP laikā ir ļoti ieteicama, lai gūtu labumu no IONP ar mazāku veselības apdraudējumu.

Atslēgvārdi: dzelzs oksīda nanodaļiņas; oksidatīvais stress; kvercetīns; antioksidants

1. Ievads

Dzelzs oksīda nanodaļiņas (IONP) izmanto zāļu mērķēšanai, gēnu piegādei, šūnu marķēšanai, kontrastvielai magnētiskās rezonanses attēlveidošanā un hipertermijas terapijā[1]. To izmanto arī kā pārtikas piedevu ar dzelzi bagātinātos dzērienos un graudaugos, kas paredzēti lietošanai pārtikā [2], kā arī daudzām rūpnieciskām vajadzībām notekūdeņu attīrīšanā, gāzu sensoros un pusvadītāju sorbentu eļļošanā, pigmentos un pārklājumos [3]. Tomēr IONP daudzveidīgā izmantošana izraisa dzelzs pārslodzi un sekojošu oksidatīvā stresa sākšanos dažādos orgānos[4]. Norīšana, ieelpošana un iekļūšana caur ādu ir galvenie IONP iekļūšanas ceļi[5]. Asinsritē IONP saistās ar plazmas olbaltumvielām un izplatās dažādos ķermeņos

orgānos, tostarp aknās, liesā, nierēs, plaušās un sirdī, un iekļūst asins-smadzeņu barjerā (BBB), izraisot oksidatīvus ievainojumus [6, 7]. Dzelzs, kas izdalās no IONP, izraisot reaktīvo skābekļa sugu (ROS) veidošanos, izraisa nopietnas oksidatīvas izmaiņas lipīdos, proteīnos un DNS [8,9].

Kvercetīns(3,3',4',5,7-pentahidroksiflavons) ir aflavonoīdssatur augļos (ābolos, ogās, ķiršos un sarkanajās vīnogās) un dārzeņos (sīpolos un brokoļos) papildus daudzām sēklām, griķiem, riekstiem, ziediem, mizām, zaļajai tējai un olīveļļai[10]. Kvercetīnam ir daudz vērtīgu efektu, tostarp pretiekaisuma, antioksidanta, antimutagēna, antiišēmiska, pretvīrusu un pretnovecošanās iedarbība [11-17]. Kvercetīns ir lipofīls un var iekļūt asins-smadzeņu barjerā (BBB)[18]. Turklāt kvercetīnam ir potenciāla antioksidanta loma, pastiprinot samazinātu glutationu (GSH) un paaugstinot vara-cinka superoksīda dismutāzes (SOD1) regulēšanu[17]. Kvercetīns var helatēt dzelzi, kavējot Fentona reakciju un kavējot ROS veidošanos [19]. Līdz ar to kvercetīns ir potenciāls terapeitisks līdzeklis vairākām neirodeģeneratīvām slimībām un neironu traumām [20]. Theantioksidantskvercetīna potenciāls mudināja mūs veikt šo pētījumu, lai izpētītu kvercetīna aizsardzības potenciālu pret oksidatīvajām izmaiņām, ko smadzeņu audos izraisa IONP.

Noklikšķiniet, lai uzzinātu vairāk par produktiem

2. Rezultāti

2.1. IONP izmērs un maksa

IONP SEM attēls, kā parādīts 1. attēlā, atklāja sfērisku formu ar vidējo izmēru 16.34-22,88 nm, bet tai bija pozitīva zeta potenciāla vērtība plus 22,8 mV (2. attēls).

2.2. Smadzeņu oksidatīvais stress un antioksidanta statuss

Lipīdu peroksidācijas produkta malondialdehīda (MDA) līmenis bija ievērojami paaugstināts IONPs grupā (p<0.05) while="" they="" significantly="" decreased="" in="" ionps="" +="" q100=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" (figure="" 3a).mda="" levels="" in="" ionps+="" q25=""><0.01), ionps+=""><0.01) and=""><0.01) were="" significantly="" decreased="" compared="" with="">

GSH līmenis smadzeņu homogenātā bija ievērojami samazināts IONP (p<0.001), ionps+=""><0.001),ionps+o50><0.001) and="" ionps+="" o100=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group.in="" ionps+q100,="" the="" gshlevels="" were="" significantly="" increased="" than=""><0.001) and="" ionps+="" q25(p=""><0.01), as="" represented="" in="" figure="">

Oksidētā glutationa (GSSG) līmenis tika ievērojami paaugstināts IONP (p<0.001), ionps+q25=""><0.001),><0.001) and=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group="" (figure="">

Pamatojoties uz GSH un GSSG datiem, GSH/GSSG attiecības vērtības tika ievērojami samazinātas IONPs (p<0.001), ionps+="" q25,ionps+="" q50="" and="" ionps+="" o100="" compared="" with="" the="" control="" group="" (figure="" 3d).="" in="" ionps+="" q100,="" gsh/gssg="" ratio="" values="" were="" significantly="" increased="" in="" comparison="" with=""><0.01)and ionps+q25=""><>

2.3.Smadzeņu kreatīna fosfokināzes (CPK) un acetilholīnesterāzes (AChE) aktivitātes

CPK aktivitātes tika ievērojami palielinātas IONP gadījumā (6. lpp.).<0.001), ionps="" +="" q25=""><0.001), ionps+="" q50=""><0.001) and="" ionps+="" q100=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group.="" in="" comparison="" with="" the="" ionp="" groups,="" cpk="" activities="" were="" significantly="" decreased="" in=""><0.01),><0.01) and="" ionps+q100=""><0.001)(figure>

Attēlā 4B AChE aktivitātes tika ievērojami palielinātas IONP (lpp<0.001), ionps=""><0.001), ionps+="" q50=""><0.001) and="" ionps+=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group.="" they="" significantly="" decreased="" in="" ionps+q25=""><0.01), ionps+q50=""><0.001)and ionps+q100(p=""><0.001) than="" ionps.in="" addition,="" ache="" activities="" were="" significantly="" decreased=""><0.001) in="" ionps+="" q100="" compared="" with="" ionps+="">

2.4.Smadzeņu epinefrīna, serotonīna un melatonīna hormoni

Epinefrīna līmenis smadzeņu homogenātos bija ievērojami pazemināts IONPs (10. lpp.).<0.001), ionps+="" q25=""><0.001) and=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group(figure="" 4c).in="" the="" ionps+="" q25=""><0.05),ionps+><0.001)and ionps+q100=""><0.001)groups, the="" epinephrine="" levels="" were="" significantly="" increased="" compared="" with="" ionps.="" furthermore,="" the="" levels="" were="" significantly="" increased="" in="" ionps+=""><0.05)compared with="" ionps="" +="">

Kā redzams 4D attēlā, serotonīna līmenis bija ievērojami pazemināts IONP (4. lpp.).<><0.001),><0.01) and=""><0.05)compared with="" the="" control="" group.="" in="" ionps+="" q100,="" the="" levels="" significantly="" increased=""><0.05) than="" ionps="" +="">

Melatonīna līmenis smadzeņu homogenātos bija ievērojami samazināts IONPs (p<0.001), ionps+=""><0.001) and="" ionps+="" q50=""><0.01) compared="" with="" the="" control="" group="" (figure="" 4e).in="" comparison="" with="" ionps,="" the="" levels="" in="" the=""><0.01) and="" ionps="" +=""><0.001)groups were="" significantly="" increased.="" it="" significantly="" increased=""><0.001)in ionps="" +="" q100="" compared="" with="" ionps="" +="">

2.5. Smadzeņu PGC-1a un mtTFA mRNS ekspresija

Peroksisomu proliferatora aktivētais receptoru gamma koaktivators 1-alfa(PGC-1a) mRNS ekspresijas kāršu izmaiņas bija ievērojami samazinātas IONPs (p<0.001) and="" ionps+q25=""><0.05) and="" significantly="" increased="" in="" ionps+="" q100=""><0.001)compared with="" the="" control="" group="" (figure="" 5a).in="" comparison="" with="" ionps,="" the="" pgc-1a="" expression="" levels="" were="" significantly="" increased="" in="" ionps+="" q50=""><0.05) and="" ionps+q100=""><0.001).in addition,="" pgc-1a="" expression="" levels="" in="" ionps+="" o100="" were="" significantly="" increased="" (p=""><0.001)compared with="" the="" ionps="" +="" q25="" and="" ionps="" +="" q50="">

IONPs (lpp<0.001), ionps+="" q25="" (p=""><0.001)and ionps+=""><0.05), the="" mrna="" expression="" levels="" of="" mitochondrial="" transcription="" factor="" a="" (mttfa)="" were="" significantly="" decreased="" than="" in="" the="" control="" group="" while="" they="" significantly="" increased="" in="" ionps+q50=""><0.01) and="" ionps+=""><0.05)compared with="" ionps+="" q25.mttfa="" expression="" levels="" were="" significantly="" increased=""><0.05) in="" ionps+o100="" in="" comparison="" with="" ionps+q50="" (figure="">

2.6. Hematoksilīna (H) un eozīna (E) krāsošanas novērtējums smadzeņu sekcijām

Smadzeņu audu histoloģiskie novērtējumi atklāja, ka kontroles grupa uzrādīja normālu smadzenīšu slāņu histoloģisko struktūru (6.A attēls). IONP grupā smadzenītes uzrādīja nopietnu Purkinje šūnu slāņa samazināšanos (6.B attēls), savukārt Purkinje šūnas izsīkums. slānis IONP dēļ tika atvieglots grupās IONP plus Q25 (6.C attēls), IONPs plus Q50 (6.D attēls) un IONPs plus Q100 (6.E attēls) atkarībā no devas.

Kontroles grupas žurkām bija normāla smadzeņu apvalku un smadzeņu garozas histoloģiskā struktūra (shēma 1A), savukārt žurkām, kas ārstētas ar IONP, tika novērots submeningeālo asinsvadu sastrēgums (1B shēma). IONP grupās smadzenes žurkām bija satellitoze, neironofāgija (shēma 1C), glioze (shēma 1D) un spongioze (shēma 1E) papildus koroidā pinuma sastrēgumam (shēma 1F).

Kā redzams shēmā iF, žurku smadzenēs IONP plus Q25 grupā bija spongioze (īsas bultiņas) un submeningeālo asinsvadu sastrēgums. Turklāt žurku smadzenēs IONPs plus Q50 grupā bija viegla spongioze un asinsvadu sastrēgums (shēma 1H). Žurku smadzenēs IONP plus Q100 grupā bija samērā normāla smadzeņu apvalku un smadzeņu garozas histoloģiskā struktūra (shēma 1I).

2.7. Smadzeņu sekciju Prūsijas zilās krāsošanas novērtējums

Kontroles grupas smadzeņu daļās bija negatīva Prūsijas zilā krāsošanās (7.A attēls). IONP grupā smadzeņu sekcijās tika atpazīti Prūsijas zili iekrāsošanās plankumi (7.B attēls). Gluži pretēji, IONPs grupas sekciju Prūsijas zilās iekrāsošanās plankumu intensitāti mazināja kvercetīns grupās IONPs plus Q25 (7.C attēls), IONPs plus Q50 (7D attēls) un IONPs plus Q100 (attēls a 7E) no devas atkarīgā veidā.

2.8. Kaspāzes 3 un Bcl2 proteīna līmenis smadzeņu sekcijās

Kontroles grupa uzrādīja negatīvu kaspāzes 3 proteīna līmeņu ekspresiju (8.A attēls), savukārt tie bija ļoti izteikti IONP (8.B attēls).Apstrādāts ar kvercetīnugrupām (8.C-E attēls) bija zema kaspāzes 3 ekspresija, salīdzinot ar IONP. Gluži pretēji, Bcl2 bija nozīmīgi izteikts IONP plus Q25 (9.C attēls), IONPs plus Q50 (9.D attēls) un IONPs plus Q100 (9.E attēls), salīdzinot ar IONP (9.B attēls) un kontroles grupu (9.A attēls).

3. Diskusija

IONP iedarbība izraisīja dzelzi un tā nogulsnēšanos mīkstajos audos, īpaši smadzenēs [21]. Šajā pētījumā mēs atpazinām dzelzs nogulsnēšanos smadzenēs, par ko liecina Prūsijas zilā krāsošana un morfoloģijas izmaiņas, ko uzrauga H un E krāsošanas novērtējums. Dhakshinamoorthy et al. [22] parādīja, ka dzelzs saturs ievērojami palielinājās smadzeņu audos ar IONP ārstētām grupām, salīdzinot ar kontroli. Tas tika novērtēts ar smadzeņu reģionu Prūsijas zilo krāsojumu, un par to liecina zili plankumi frontālajā garozā, hipokampā un smadzenītēs. El-Sayed et al. [23] arī konstatēja ievērojamu dzelzs līmeņa paaugstināšanos smadzeņu audos IONP ievadīšanas dēļ žurkām.

IONP varētu būt vairāk spēju iekļūt BBB un izraisīt smadzeņu šūnu bojājumus nekā citām orgānu šūnām [24, 25]. Vēl viens izskaidrojums var būt paaugstināts dzelzs līmenis

smadzenēs, jo dzelzs saistās ar transferīnu, tas izraisa dzelzs receptoru regulēšanu smadzenēs un līdz ar to transportē dzelzi pa BBB [26].

Brīvie feioni reaģē ar H2O2, veidojot ROS Fenton reakcijas procesā [27]. Paaugstināts ROS palielināja ārējās mitohondriju membrānas caurlaidību, lipīdu peroksidāciju, olbaltumvielu bojājumus un pārtrūka DNS ķēde [28]. Theoksidatīvais stressROS izraisīja lipīdu peroksidācijas produkta MDA līmeņa paaugstināšanos smadzenēs, kā norādīts pašreizējā pētījumā ar IONP ārstētām žurkām. Tāpat Dhakshinamoorthy et al [22] ziņoja par ievērojamu MDA līmeņa paaugstināšanos smadzeņu audos ar IONP ārstētām pelēm. Redijs et al.[26] arī norādīja, ka ar IONP ārstētām žurkām MDA līmenis bija ievērojami paaugstināts smadzeņu audos lielā devā, bet nenozīmīgs pieaugums zemā devā. Gaharwar un Paulraj [5] atklāja, ka ar IONP ārstētām žurkām MDA līmenis bija ievērojami paaugstināts. Līdzīgi IONP izraisīja kardiomiocītu oksidatīvos bojājumus, ko uzraudzīja augsta MDA ražošana un samazināta GSH koncentrācija [29].

Autori vairākos pētījumos ir pētījuši dabisko produktu vai to ekstraktu aizsargājošo iedarbību pret blakusparādībām, kas saistītas ar IONP, tostarp Echinacea purpurea [30] un Antlriscus sulvestris [31] ekstraktiem. Pašreizējā pētījumā mēs pētījām kvercetīna aizsargājošo lomu pret IONP toksicitāti žurku smadzenēs. Kvercetīna papildināšana ar IONP ārstētām žurkām samazināja MDA līmeni smadzeņu audos, un mūsu rezultāti saskanēja ar Dong et al. [32], kurš norādīja, ka kvercetīns samazināja lipīdu peroksidāciju, pazeminot MDA līmeni smadzeņu audos žurkām. To var izskaidrot ar kvercetīna spēju samazināt ROS, tādējādi kavējot lipīdu peroksidāciju un novēršot MDA veidošanos [33]. Tas tika attiecināts uz kateholu grupu (B gredzens) un OH grupu A un C gredzena 3. pozīcijā, kurām ir optimāla brīvo radikāļu izvadīšana [17].

GSH ir būtiska šūnu antioksidantu aizsardzības sastāvdaļa, kas tieši reaģē ar ROS un citām reaktīvām sugām [34]. Šajā pētījumā smadzeņu GSH līmenis bija ievērojami samazināts ar IONP ārstētām žurkām, bet GSSG līmenis bija ievērojami paaugstināts. Redijs et al[26] norādīja uz GSH līmeņa samazināšanos smadzeņu audos ar IONP ārstētām žurkām un ierosināja, ka tas varētu būt saistīts ar palielinātu GSH izmantošanu konjugācijas reakcijās kā daļu no detoksikācijas mehānisma, tāpēc samazināts GSH līmenis samazinājās un GSSG oksidējās. palielinājies. Ar IONP ārstētu žurku vienlaicīga ievadīšana ar kvercetīnu to atjaunoja, palielinot GSH un samazinot GSSG līmeni smadzeņu audos. Šie rezultāti bija saskaņā ar Singh et al. [35], kas ziņoja par GSH līmeņa paaugstināšanos smadzeņu audos, kas norāda uz kvercetīna antioksidanta potenciālu. Dongs et al. [32] arī atklāja, ka kvercetīns mainīja kodolfaktora eritroīda 2-saistītā faktora 2 (Nrf2) gēna ekspresiju. Līdz ar to Nrf2 stimulēja antioksidantu enzīmu veidošanos smadzeņu audos.

Šajā pētījumā CPK tika ievērojami palielināts ar IONP ārstētu žurku smadzeņu audos. Šūnu enerģijas buferizācijā un enerģijas pārvadē CPK/fosfokreatīnam ir liela nozīme, īpaši šūnās ar augstu un mainīgu enerģijas nepieciešamību, piemēram, neironos [36]. Tāpēc CPK/fosfokreatīna sistēmas aktivizēšana un CPK ekspresijas izmaiņas var būt agrāks oksidatīvā un bioenerģētiskā stresa rādītājs šūnā [37] kā kompensācija par enerģijas ražošanas samazināšanos oksidatīvā stresa dēļ. Ar IONP ārstētu žurku vienlaicīga lietošana ar kvercetīnu samazināja CPK smadzeņu audos, Lemmens et al. [38] parādīja CPK aktivitātes samazināšanos kvercetīna papildināšanas dēļ.

AChE aktivitāte nervu audos ir atbildīga par acetilholīna (Ach) hidrolīzi par holīnu sinapsēs un neiromuskulārajā savienojumā [39]. Šajā pētījumā AChE tika ievērojami palielināts ar IONP ārstētām žurkām, un šis rezultāts bija harmonijā ar Dhakshinamoorthy et al. [22], kuri konstatēja ievērojamu AChE aktivitāšu palielināšanos ar IONP ārstētu žurku smadzeņu audos, kurās IONP izraisītā dzelzs uzkrāšanās mainīja holīnerģisko sistēmu.

Neirotransmiteri ir endogēnas ķīmiskas vielas, kas ļauj neironiem sazināties visā ķermenī; tie ļauj smadzenēm veikt dažādas funkcijas ķīmiskajā sinaptiskajā transmisijā [40]. Pašreizējā pētījumā ar IONP ārstētām žurkām epinefrīna, serotonīna un melatonīna koncentrācija smadzeņu audos bija ievērojami samazināta.

Yousef et al. [41] ziņoja, ka serotonīna un dopamīna līmenis smadzeņu audos ievērojami pazeminājās ar IONP ārstētām žurkām. Turpretim kvercetīns palielināja epinefrīna, serotonīna un melatonīna koncentrāciju smadzeņu audos, salīdzinot ar IONP. Singh et al. [35l norādīja, ka kvercetīns paaugstina serotonīna, norepinefrīna un dopamīna līmeni.

Mitohondriju bioģenēzei ir galvenā loma mitohondriju homeostāzes uzturēšanā, lai apmierinātu neironu šūnu šūnu fizioloģiskās vajadzības [42]. PGC-1a ir kotranskripcijas regulēšanas faktors, kas inducē mitohondriju bioģenēzi un veicina mtTFA ekspresiju [43]. Šajā pētījumā ar IONP ārstētām žurkām smadzeņu audos PGC-1a un mtTFA ekspresijas līmenis bija ievērojami pazemināts. Mūsu rezultāti saskanēja ar Yousef et al. [44]. Viņi ilustrēja, ka mitohondriju bioģenēze, ko pārstāv PGC-la un mtTFA, ievērojami samazināja to ekspresiju smadzeņu audos ar IONP pakļautām žurkām, norādot uz samazinātu mitohondriju bioģenēzi un mtDNS replikāciju un transkripciju, kas varētu izraisīt mitohondriju disfunkciju. Ar IONP ārstētu žurku vienlaicīga lietošana ar kvercetīnu atjaunoja šo samazināšanos, paaugstinot gan PGC-1a, gan mtTFA ekspresiju smadzeņu audos, un mūsu rezultāti saskanēja ar Sharma et al.[45] kuri ziņoja, ka kvercetīns palielināja PGC-1a, NRF-1, NRF-2 un mtTFA ekspresiju. Viņi ierosināja, ka kvercetīna izraisītā PGC {{17) samazināšanās ROS dēļ. }}paaugstināšana, tas noveda pie NRF-1 un NRF-2 stimulētās mtTFA ekspresijas aktivizēšanas.

Kvercetīns mazināja IONP apoptotisko efektu, ievērojami samazinot kaspāzes 3 līmeni un palielinot Bcl2 ekspresijas līmeni smadzeņu imūnhistoķīmiskajās sekcijās. Šis atklājums atbalstaantioksidantskvercetīna potenciāls. Līdzīgi ārstēšana ar kvercetīnu mazināja kaspāzes 3 palielināšanos išēmisku smadzeņu bojājumu gadījumā žurkām [46,47] un Bcl2 palielināšanos ar lipopolisaharīdu ārstētām pelēm [48].

4. Materiāli un metodes

4.1.Reaģenti un ķīmiskās vielas

Dzelzs (ⅡI) oksīda nanodaļiņu pulveris tika iegūts no Sigma-Aldrich (Louis, Mo, ASV), kas pirms lietošanas tika izšķīdināts dejonizētā ūdenī. Kvercetīns ir pulverveida forma, ko ieguva arī no Sigma-Aldrich, kas pirms lietošanas tika izšķīdināts dimetilsulfoksīdā (DMSO) un destilētā ūdenī attiecīgi 1:20. DMSO, kas lielāks par vai vienāds ar 99,6 procentiem, tika iegādāts no Sigma-Aldrich. Citas ķīmiskās vielas un dejonizēts ūdens tika iegādāti no Aleksandrijas universitātes absolventu studiju un pētniecības centra.

4.2. Ētikas paziņojums

Pētījumu apstiprināja Ēģiptes Aleksandrijas universitātes Veterinārmedicīnas fakultātes ētikas komiteja, reaģējot uz vadlīnijām "NIH laboratorijas dzīvnieku kopšanas un lietošanas rokasgrāmata".

4.3. IONP raksturojums

IONP morfoloģija un daļiņu izmērs tika pārbaudīts ar skenējošo elektronu mikroskopu (SEM). Daļiņu lādiņu noteica arī zeta potenciāls, izmantojot ZetaSizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, UK).

4.4.Dzīvnieki, izmitināšana un eksperimentālais dizains

Četrdesmit veseli pieauguši vīriešu albīnu žurkas, kas sver 150 ± 20 ķermeņa svaru (BW), tika iegādāti no Ēģiptes Aleksandrijas universitātes Medicīnas pētījumu institūta dzīvnieku audzēšanas nodaļas. Dzīvnieki tika turēti metāla būros kontrolētos vides apstākļos ar optimālu temperatūru (23 ± 2), mitrumu (55 ± 5) un tumšo/gaismas ciklu (12 h) un brīvu piekļuvi pamata barības diētai (1. un dzeramo ūdeni. Visi dzīvnieki tika izmitināti divas nedēļas pirms eksperimenta aklimatizācijai. Žurkas nejauši tika iedalītas piecās grupās (katrā astoņas žurkas); kontrole saņēma normālu pamata diētu un ūdeni ad libitum, IONPs grupa tika intraperitoneāli injicēta ar IONPs 50 mg/kg ķermeņa masas trīs reizes nedēļā[49], IONPs plus Q25 mg grupa tika ievadīta ar tādu pašu devu.

IONPs un zondēšana ar 25 mg kvercetīna/kg ķermeņa masas katru dienu, IONPs plus Q50 grupai tika ievadīta tāda pati IONP deva un zonde tika ievadīta ar 50 mg kvercetīna/kg ķermeņa masas dienā, un IONPs plus Q100 grupa tika ievadīta ar tādu pašu IONP un gavēšanas devu. ar 100 mg kvercetīna/kg ķermeņa masas dienā [17]. Visas ārstēšanas metodes tika veiktas 30 dienas.

4.5. Paraugu ņemšana

Eksperimenta beigās žurkas 12 stundas nebadēja un anestēzēja, izmantojot intraperitoneālu ketamīna/ksilazīna injekciju (100 mg/kg/10 mg/kg), pēc tam eitanāzēja un smadzenes nekavējoties izgrieza. noskalo ar atdzesētu parasto 0,9 procentu fizioloģisko šķīdumu un sadala trīs daļās; pirmais tika izmantots bioķīmiskajām analīzēm. Otrā daļa tika turēta -80 pakāpē mRNS ekstrakcijai un RT-PCR novērtēšanai, bet pēdējā daļa tika izskalota ar fosfāta buferšķīdumu (PBS, pH 7,4) un fiksēta 4% paraformaldehīda, kas izšķīdināts PBS, 48 stundas. parauga fiksācija.

4.6. Bioķīmiskās analīzes

Katras žurkas smadzeņu daļas tika homogenizētas aukstā fosfāta buferšķīdumā (PBS) un centrifugētas 10 minūtes 4 grādos ar ātrumu 1435 × g. Malondialdehīds (MDA), GSH, oksidēts glutations (GSSG) un kreatīna fosfokināze (CPK) tika noteiktas, izmantojot Biodiagnostic Co. (Giza, Ēģipte) komerciālos komplektus. Acetilholīnesterāzes (AChE) enzīmu aktivitātes smadzeņu homogenātos noteica ar kolorimetriskā testa komplektu (BioVision Co., Milpitas, CA, ASV). Epinefrīna, serotonīna un melatonīna līmenis smadzeņu homogenātos tika noteikts arī, izmantojot ELISA komplektus (BioVision Co., Milpitas, CA, ASV).

4.7.mRNS ekstrakcija un RT-PCR

Kopējā RNS tika iegūta no paraugiem, izmantojot ražotāja Easy-RED Total RNS ekstrakcijas komplektus (iNtRON Biotechnology, Inc., Gyeonggi-do, Dienvidkoreja). Pirmās virknes cDNS tika iegūta, izmantojot HiSen Script cDNA (iNtRON Biotechnology, Inc.) pakotni. Lai pastiprinātu atlasītos gēnus ar gliceraldehīda 3-fosfāta dehidrogenāzi (GAPDH) kā stabilu mājturības gēnu (2. tabula), tika izmantoti specifiski praimeri. mRNS ekspresija tika panākta, izmantojot reāllaika Strata gēnu MX3005P PCR (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, ASV) un TOP īstais TM PreMIX SYBR Green qPCR galvenais maisījums (kat. RT 500, Enzynomics, Daejeon, Dienvidkoreja), ievērojot ražotāja norādījumus. Relatīvās gēnu ekspresijas koncentrācijas tika novērtētas, izmantojot 2-AAct metodi, kā aprakstījis Pfaffl [50].

4.8. Histopatoloģiskā izmeklēšana

Izmantojot tradicionālo parafīna iestrādāšanas paņēmienu, fiksētie paraugi tika dehidrēti ar pieaugošām etanola pakāpēm, notīrīti trīs ksilola maiņās un pabeigti, iestrādājot parafīnu 65 °C temperatūrā. 4 um biezas sekcijas tika iekrāsotas ar hematoksilīnu un eozīnu (H un E). [51].

Smadzeņu sekcijas tika hidratētas, samazinot alkohola koncentrāciju, un 30 minūtes ievietoja 20% kālija ferocianīda šķīdumā ar 20% HCl šķīdumu. Priekšmetstikliņi tika mazgāti, dehidrēti, notīrīti ar ksilolu un mikroskopā novēroti zilā krāsojuma vai dzelzs satura noteikšanai [52].

4.9.Imūnhistoķīmiskā izmeklēšana

Parafīna audu sekciju pozitīvi lādētajiem priekšmetstikliņiem tika izmantota standarta mārrutku peroksidāzes (HRP) imūnhistoķīmijas metode. Saskaņā ar ražotāja norādījumiem tika izmantota trušu anti-žurka kaspāze 3 (Lab Vision, Fremont, CA, ASV) un Bcl2 (DAKO, Glostrup, Dānija). Piecas um biezas smadzeņu, smadzenīšu, muguras smadzeņu un sēžas nerva daļas tika attīrītas no vaska, rehidrētas un iepriekš apstrādātas ar 3% ūdeņraža peroksīdu (H2O2), lai bloķētu endogēnās peroksidāzes aktivitāti. Antigēna iegūšana tika veikta, ievietojot priekšmetstikliņus mikroviļņu krāsnī uz 10 min 10 mM nātrija citrāta buferšķīdumā (pH6,0). Priekšmetstikliņus inkubēja ar primāro antivielu un pēc tam noskalo ar Tris buferšķīdumu un sekundāro antivielu. Priekšmetstikliņus inkubēja ar 3, 3/-diaminobenzidīna (DAB) substrāta hromogēna šķīdumu un pēc tam iekrāsoja ar Mayer hematoksilīnu. 10 dažādu lauku attēli tika attēloti ar palielinājumu × 400.

4.10. Statistiskā analīze

Datu analīzei tika izmantota vienvirziena ANOVA ar Tukey post hoc vairāku diapazonu testiem, izmantojot GraphPad Prism v.5https://www.graphpad.com/, kas iegūta 2021. gada 10. martā (GraphPad, Sandjego, CA, ASV). . Visas nozīmes deklarācijas bija atkarīgas no p<0.05. 5.="">

Dzelzs oksīda nanodaļiņas (IONP), kas intraperitoneāli injicētas ar devu 50 mg/kg BW, izraisīja oksidatīvas izmaiņas smadzenēs, savukārt kvercetīns 25, 50 un 100 mg/kg B devās mazināja IONP izraisītos smadzeņu oksidatīvos ievainojumus. Tāpēc kvercetīns ir daudzsološs barības papildinājums kopā ar IONP terapiju.

Atsauces

1. Mazdehs, M.; Rahiminežads, ME; Nili-Ahmadabadi, A.; Ranjbar, A. Neiroloģiski traucējumi un oksidatīvais toksiskais stress: metāla nanodaļiņu loma. Jundišapura J. Nat. Pharm. Prod. 2016, 11, e27628. [CrossRef]

2. Fidlers, MC; Valčiks, T.; Davidsons, L.; Zeders, C.; Sakaguči, N.; Juneja, LR; Hurrell, RF Mikronizēts, disperģējams dzelzs pirofosfāts ar augstu relatīvo biopieejamību cilvēkam. Br. J. Nutr. 2004, 91, 107–112. [CrossRef]

3. Ramimoghadam, D.; Bagheri, S.; Hamids, SBA Magnētiskā dzelzs oksīda nanodaļiņu elektroķīmiskās sintēzes progress. J. Magn. Magn. Mater. 2014, 368., 207.–229. [CrossRef]

4. Gaharwar, ASV; Kumar, S.; Rajamani, P. Dzelzs oksīda nanodaļiņu izraisīta hematopoētiskā un imunoloģiskā reakcija žurkām. RSC Adv. 2020, 10, 35753–35764. [CrossRef]

5. Gaharwar, ASV; Paulraj, R. Dzelzs oksīda nanodaļiņu izraisīts oksidatīvs bojājums žurku perifērajās asins šūnās. J. Biomed. Sci. Inž. 2015, 8, 274–286. [CrossRef]

6. Feng, Q.; Liu, Y.; Huangs, Dž.; Čens, K.; Huangs, Dž.; Xiao, K. Dzelzs oksīda nanodaļiņu ar dažādu izmēru un pārklājumu uzņemšana, izplatība, klīrenss un toksicitāte. Sci. Rep. 2018, 8, 1.–13. [CrossRef] [PubMed]

7. Gaharwar, ASV; Mīna, R.; Rajamani, P. Intravenozi ievadītu dzelzs oksīda nanodaļiņu bioloģiskais sadalījums, klīrenss un morfoloģiskās izmaiņas Wistar žurku tēviņiem. Int. J. Nanomeds. 2019, 14, 9677–9692. [CrossRef] [PubMed]

8. Palmieri, B.; Sblendorio, V. Oksidatīvās stresa testi: pārskats par uzticamību un lietošanu, II daļa. Eiro. Med. pr. Pharmacol. Sci. 2007, 11, 383–399.

9. Naqvi, S.; Samims, M.; Abdins, MZ; Ahmeds, FJ; Maitra, AN; Prašants, CK; Dinda, AK No koncentrācijas atkarīga dzelzs oksīda nanodaļiņu toksicitāte, ko izraisa paaugstināts oksidatīvais stress. Int. J. Nanomeds. 2010, 5, 983–989. [CrossRef]

10. Dāvids, AVA; Arulmoli, R.; Parasuraman, S. Pārskati par kvercetīna bioloģisko nozīmi: bioaktīvs flavonoīds. Pharmacogn. Rev. 2016, 10, 84–89.

11. Vu, V.; Li, R.; Li, X.; Viņš, J.; Dzjans, S.; Liu, S.; Yang, J. Kvercetīns kā pretvīrusu līdzeklis inhibē A gripas vīrusa (IAV) iekļūšanu. Vīrusi 2015, 8., 6. [CrossRef]

12. Akdemirs, FNE; Gülçin, ˙I.; Karagöz, B.; Soslu, R. Kvercetīns aizsargā žurku skeleta muskuļus no išēmijas-reperfūzijas bojājumiem. J. Enzym. Inhib. Med. Chem. 2016, 31., 162.–166. [CrossRef] [PubMed]