Molekularni dokaz inhibitornog potencijala melatonina protiv starenja izazvanog NaAsO2- kod mužjaka pacova

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

sažetak:Trovanje arsenom(As) je široko rasprostranjeno zbog izloženosti zagađenju. Toksičan nivo (As) uzrokuje starenje izazvano oksidativnim stresom i oštećenje tkiva. Budući da melatonin (MLT) ima antioksidativna svojstva i svojstva protiv starenja, željeli smo procijeniti zaštitni učinak MLT-a protiv toksičnosti natrijum arsenita (NaAsO2). Zdravi muški NMRI miševi podijeljeni su u osam različitih grupa. Kontrolna grupa je primala standardnu redovnu ishranu. Druge grupe su tretirane različitim dijetama, uključujući samo MLT, NaAsO2 i NaAsO2 plus MLT. Nakon mjesec dana liječenja urađeni su biohemijski i patološki testovi na uzorcima krvi, srca i plućnog tkiva. takođe, povećao je nivoe TNF-a, 8-hidroksi-2-deoksi gvanozina (8OHdG), malondialdehida (MDA), reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i kutije 1 grupe visoke pokretljivosti (HMGB1), povećao ekspresija mRNA domene smrti (TRADD) povezane sa TNF receptorom i reverzne transkriptaze telomeraze, i smanjila ekspresiju Klotho (KL) mRNA u plazmi i tkivima. Nasuprot tome, MLT je smanjio MDA, ROS, HMGB1, laktat i TNF-pojačao ekspresiju mRNA KL i potisnuo ekspresiju mRNA gena TERT i TRADD. Stoga, MLT pruža snažnu zaštitu od NaAsO2- inducirane ozljede tkiva i oksidativnog stresa.

KSL11

Molimo kliknite ovdje da saznate više

Ključne riječi:starenje; Klotho; Melatonin; natrijum arsenit; TERT; TRADD

1. Uvod

Arsen je metaloid i toksin broj jedan na listi prioritetnih zagađivača Američke agencije za zaštitu životne sredine (USEPA) [1]. I dalje je jedan od najvažnijih zagađivača u podzemnim vodama [2]. Njegova koncentracija u vodi za piće veća od 50 ug/L ne smatra se sigurnom za javno zdravlje, ali su takve razine još uvijek uobičajene u mnogim zemljama [1]. Također je otkriven u nekoliko kozmetičkih proizvoda, kože, lica, kose i biljnih proizvoda. Apsorbira se direktno u krvotok kroz kožu, a zatim se akumulira u tijelu, uzrokujući toksične učinke u različitim organima [3]. Inaktivacija približno 200 enzima uzrokuje akutnu i kroničnu toksičnost arsena; mnogi od njih su uključeni u ćelijske energetske puteve i u sintezu i popravku DNK.produžetak životnog vijeka cistancheMučnina, povraćanje, bol u stomaku i dijareja su primeri akutne toksičnosti, dok hronična toksičnost može dovesti do multisistemskih bolesti i karcinoma koji pogađa više organa [4]. Arsen je citotoksičan, mutagen i genotoksičan jer uzrokuje oksidativno oštećenje DNK, smanjuje antioksidativne enzime i stvara reaktivne kisikove vrste (ROS)[5]. Aktivacija telomeraze je ključni korak u napredovanju raka kod ljudi. Represija transkripcije gena za reverznu transkriptazu telomeraze (TERT) njegovog katalitičkog dela drži ga tihim u zdravim ćelijama [6,7]. Kao klastogeni agens, arsen smanjuje ekspresiju telomeraze i dužinu telomera, izazivajući apoptozu, nekrozu i stvaranje ROS-a i inducirajući smrt ćelije [8].

KSL12

Cistanche može protiv starenja

Melatonin (MLT), hormon koji luči epifiza, igra bitnu ulogu u cirkadijalnoj regulaciji. Takođe ima antioksidativne, anti-aging efekte, imunomodulaciju i borbu protiv raka [9,10]. MLT pomaže u izbjegavanju starenja ćelija uklanjanjem radikala i smanjenjem oksidativnog oštećenja mitohondrija [10]. MLT također pomaže u smanjenju genotoksičnih oštećenja izazvanih mitomicinom-C u perifernoj krvi pacova [11]. MLT može inhibirati proliferaciju i angiogenezu stanica raka dojke, invaziju stanica raka i funkciju telomeraze [12]. MLT smanjuje aktivnost telomeraze u tumorskim ćelijama i ekspresiju mRNA TERT i TR podjedinica, vraćajući funkciju telomeraze [13,14]. Dokazi pokazuju da izlaganje MLT može igrati ulogu u prevenciji starenja izazvanog oksidativnim stresom. Ova studija je osmišljena da procijeni može li MLT tretman zaštititi od starenja izazvanog oksidativnim stresom izazvanog natrijum arsenitom (Na AsO,).

Arsen uzrokuje genotoksičnost u ljudskoj perifernoj krvi, dok istovremeni tretman s MLT značajno smanjuje mjere genotoksičnosti [15] i oštećenja moždanog tkiva [16,17].cistanche nzIn vitro studije su pokazale da MLT smanjuje autofagiju izazvanu arsenitom i promoviše mitohondrijalnu biogenezu u primarno kultivisanim neuronima [18]. Liječenje MLT smanjuje proinflamatorne citokine, što sugerira da može zaštititi CNS od oksidativnog stresa izazvanog arsenom, oštećenja DNK i apoptoze [19]. MLT je takođe pokazao zaštitne efekte protiv metaboličke toksičnosti izazvane arsenom [20], toksičnosti jetre/bubrega izazvane arsenom i povrede testisa izazvane arsenom [21]. Ove studije otkrivaju da MLT štiti od toksičnosti izazvane arsenom u krvi, jetri, bubrezima i tkivima testisa. Ova studija ima za cilj procijeniti da li liječenje ML štiti srce i plućna tkiva od starenja izazvanog oksidativnim stresom izazvanog natrijum arsenitom (NaAsO,) kao potencijalni zaštitni efekat MLT-a protiv starenja izazvanog arsenom u ovim tkivima koji još nije istražen.

2. Rezultati

2.1. Ukupni arsen u tkivu korištenjem induktivno spregnutog masenog spektrometra plazme

Koncentracije As u uzorcima tkiva srca i pluća izloženih 1/2,1/3 i 1/10 LD50 NaAsO, sa i bez MLT tretmana, prikazane su u tabeli 1. Utvrđeno je da je ukupna koncentracija As u tkivu povećana u srčanom i plućnom tkivu na način ovisan o dozi u poređenju sa kontrolnom grupom. S druge strane, pokazalo se da tretman MLI smanjuje koncentraciju As u tkivu.

2.2. Biomarkeri oksidativnog stresa

Malondialdehid (MDA) je poznat kao jedan od ključnih markera za procjenu oksidativnog stresa. Kao toksično sredstvo visokog kvaliteta, ovo hemijsko jedinjenje je nusproizvod ćelijske peroksidacije lipida [22]. Uzorci srca i pluća su pregledani nakon tretmana različitim dozama NaAsOz samog ili u kombinaciji s MLT-om kako bi se procijenili biomarkeri oksidativnog stresa. U uzorcima srca i pluća, pronašli smo slične nivoe oksidativnog stresa sa različitim količinama NaAsO2 (1/2,1/3 i 1/10 LD50). Nije bilo statističke razlike između nivoa MDA u kontrolnoj i MLT grupi. Značajno povećanje nivoa MDA u zavisnosti od doze od 1/10 (oba).<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. Reaktivne vrste kiseonika

Reaktivne vrste kiseonika (ROS) pripadaju derivatima kiseonika; oštećuju ćelijske funkcije i imaju toksično djelovanje. ROS molekuli se sastoje od jednog kiseonika i nekoliko nesparenih elektrona tokom upale [23]. Uzorci srca i pluća su pregledani nakon tretmana različitim dozama NaAsO, sam ili u kombinaciji sa MLT, kako bi se procijenile reaktivne vrste kisika. U uzorcima srca i pluća, pronašli smo slične nivoe ROS sa različitim količinama NaAsO, (1/2,1/3 i 1/10 LD50). Nije bilo statističke razlike između nivoa ROS u kontrolnoj i MLT grupi.veličina penisa cistancheZnačajno povećanje nivoa ROS u grupama 1/10, 1/3 i LD50 NaAsO u zavisnosti od doze (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. Proinflamatorni TNF-i citokini

Jedan od esencijalnih proinflamatornih citokina u ranoj fazi upale je faktor nekroze tumora-alfa (TNF-). Ovaj citokin se oslobađa iz makrofaga kada se pokrene upalni put, što uzrokuje staničnu disfunkciju. TNF- je posrednik imunog sistema kao odgovor na unutrašnje ili spoljašnje patogene [24]. Uzorci plazme su ispitani nakon tretmana različitim dozama NaAsO, sam ili u kombinaciji sa MLT za procjenu TNF-c. Nije bilo statističke razlike u nivoima TNF-o u kontrolnoj i MLT grupi. Značajno dozno-zavisno povećanje nivoa TNF-a u grupama 1/10,1/3 i 5 LD50 NaAsO (sve 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. High Mobility Group Box 1 Nivoi

Grupa visoke pokretljivosti box1 (HMGB1), konzervirani nuklearni protein i kasni medijator upalnih puteva, ima regulatornu ulogu u oštećenju ćelija tokom upale [25] Uzorci srca i pluća su ispitivani na nivo HMGB1. Nije pronađena statistički značajna razlika između nivoa HMGB1 kontrolne i MLT grupe. U poređenju sa kontrolnom i MLT grupom, značajno povećanje nivoa HMGB1 u LD50 NaAsO2 grupi (oba 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="">

KSL13

2.6.8-Nivoi hidroksi-2-deoksiguanozina

8-hidroksi-2-deoksi gvanozin (8-OHG) je proizvod oksidacije DNK koji se uspostavlja kao marker oksidativnog stresa. Faktori okoline utiču na hidroksilaciju guano-sina [26]. Uzorci plazme su ispitani nakon tretmana različitim dozama NaAsO, sam ili u kombinaciji sa MLT, da bi se odredio 8OHdG. Nije bilo statističke razlike između nivoa 8OHdG u kontrolnoj i MLT grupi. Značajno povećanje nivoa 8OHdG u grupama 1/2 i 1/3 LD50 NaAsO (obje<0.0001)were observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" or="" mltgroup.="">cistanche prahMeđutim, MLT tretman spriječio je povećanje nivoa 8OHdG izazvanog NaAsO u poređenju sa grupom LD50 NaAsO. Uočeno je značajno smanjenje nivoa 8OHdG u grupi MLT plus NaAsO2. Ovi nalazi ukazuju na to da izlaganje MLT-u može pomoći da se preokrene oksidativno oštećenje DNK uzrokovano NaAsO (slika 3).

2.7. Nivoi laktata

Sinteza laktata se povećava tijekom poremećene ćelijske funkcije i pojačanja anaerobnih reakcija. Povišen nivo laktata pokazatelj je oštećenja mitohondrija i hipoperfuzije tkiva [27]. Uzorci srca i pluća su pregledani nakon tretmana različitim dozama NaAsO, sam ili sa MLT, kako bi se odredio laktat. Pronašli smo različite nivoe laktata u uzorcima srca i pluća. Nije bilo statističke razlike između nivoa laktata u kontrolnoj i MLT grupi.

Za razliku od kontrolne ili MLT grupe, uočeno je značajno povećanje nivoa laktata u grupama 1/10,1/3 i LD50 NaAsO2. Međutim, MLT tretman spriječio je povećanje nivoa laktata izazvanog NaAsO2- u uzorcima srca i pluća u poređenju sa grupama 1/10 LD50 NaAsO2 i} LD50 NaAsO (sve<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. PCR reverzne transkripcije u realnom vremenu za ekspresiju gena

U prisustvu (puta promjena {{0}}.09) i 1/3 (puta promjena 0,23) LD50 NaAsO2 (oba 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>

KSL14

2.9.Histološke procjene srčanog i plućnog tkiva

Reprezentativni rezultati histološke analize tkiva srca i pluća dobijenih od štakora tretiranih melatoninom i NaAsOz u 1/2,1/3,1/10 dozama prikazani su na slici 5. Sve promjene, uključujući kongestiju, akutni upalni odgovor, nekrozu, hemoragije ili hiperemije su komparativno procijenjene u različitim grupama. Mikrofotografije srčanog i plućnog tkiva od 1/3 i 1/10 doze bile su normalne bez ikakvih histopatoloških promjena. Histopatološka procjena grupe kojoj je ubrizgana 1/2 doze arsena pokazala je nekrozu ćelija miokarda.ekstrakt cistanche salsa,Međutim, u grupi sa 1/2 doze, koja je takođe primala melatonin, manja je nekroza srčanog tkiva bila očigledna. U poređenju sa grupom koja je primala melatonin i 1/2 arsena u plućima, grupa koja je primala samo 1/2 arsena pokazala je više hiperemije, edema i infiltracije inflamatornih ćelija.