R. Vesicarius L. Utövar njurskyddande effekt mot Cisplatin-inducerad oxidativ stress
Mar 26, 2022
Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com
Md. Mahmudul Hasan1, Mest. Sayla Tasmin2, Ahmed M. El-Shehawi3, Mona M. Elseehy4, Md. Abu Reza1och Ariful Haque2*
Abstrakt
Bakgrund:Cisplatin är ett enastående läkemedel mot cancer, men dess användning har minskat anmärkningsvärt på grund av svår nefrotoxicitet. R. vicarious L. är en bladgrönsak som är uppenbar med anti-angiogen, anti-inflammatorisk, anti-proliferativ, leverskyddande och nefroprotektiv potential. Därför utformades denna studie för att inspektera dess metanolextrakt (RVE) för möjlig nefroskyddande effekt.
Metoder:Primärt, in vitro, bekräftades antioxidantaktiviteten hos RVE baserat på 2, 2-difenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) förmåga att avlägsna fria radikaler. Därefter behandlades schweiziska Albino-hanmöss med cisplatin (2,5 mg/kg) under 5 på varandra följande dagar för att inducera nefrotoxicitet. Återhämtning från nefrotoxicitet undersöktes genom att behandla djuren med RVE (25, 50 och 100 mg/kg) intraperitonealt (ip) under de följande 5 dagarna i följd. Efter avslutad behandling avlivades möss och njurar samlades upp. En del av den homogeniserades i natriumfosfatbuffert för att utvärdera malondialdehydnivån (MDA), en annan del användes för att utvärdera genuttryck (NQO1, p53 och Bcl-2). Dessutom utvärderades den neutraliserande kapaciteten för väteperoxid (H2O2) hos RVE i HK-2-celler in vitro. Slutligen bestämdes bioaktiva fytokemikalier i RVE med hjälp av gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS).
Resultat:RVE visade in vitro antioxidantaktivitet på ett dosberoende sätt med 37,39 ± 1,89 ug/mL IC50-värde.
Behandling med RVE minskade anmärkningsvärt (p < {{0}}.05)="" mda-halten="" i="" njurvävnaden.="" dessutom="" mildrades="" uttrycket="" av="" nqo-,="" p53-="" och="" bcl-2-gener="" signifikant="" (p="">< 0,05)="" på="" ett="" dosberoende="" sätt="" på="" grund="" av="" administreringen="" av="" rve.="" rve="" vände="" signifikant="" (p="">< 0,05)="" h2o2-nivån="" i="" hk-2-celler="" till="" nästan="" normal.="" från="" gc-ms,="" tio="" föreningar="" inklusive="" tre="" kända="" antioxidanter="" "4h-pyran-4-on,="" 2,="" 3-dihydro-3,5-dihydroxi-6-metyl-"="" ,="" "hexadekansyra"="" och="" "skvalen"="" detekterades.="" extraktet="" var="" rikt="" på="" en="" alkaloid="">
Slutsats:Totalt sett har RVE en skyddande effekt mot cisplatin-inducerad njurskada.
Nyckelord:Cisplatin, R. vicarious, möss, njure, HK-2-celler, Oxidativ stress, NQO1-genen
Cistanche deserticola förebygger njursjukdom, klicka här för att få provet
Introduktion
Oxidativ stress är resultatet av disproportion mellan bildandet av reaktiva syrearter (ROS) och vanliga antioxidantförsvarsmekanismer [1]. Regelbundna biokemiska reaktioner, frekvent exponering för den ogynnsamma miljön och förhöjt intag av xenobiotika resulterar i ROS-produktion [1]. ROS interagerar med cysteinresterna av redoxkänsliga signalmolekyler inklusive transkriptionsfaktorer, proteintyrosinfosfataser och proteinkinaser; följaktligen leder oxidation av tiolgrupper på dessa rester till förändringar av målproteinerna, biologiska handlingar, signaleringskapacitet, immunitet och kompletterande cell levande/döda paradigm [2]. Syrehaltiga kemiska ämnen med reaktiva egenskaper är kända som ROS som inkluderar fria radikaler och icke-radikalmolekyler som superoxid respektive H2O2 [3]. Oxidativ stress inducerad av ROS är kopplad till etiologin för många sjukdomar inklusive cancer. Akut myeloid leukemi (AML) är en cancerös tillväxt av blodkroppar i benmärgen. De cellulära och molekylära händelserna som ligger bakom AML inkluderar DNA-skada, klonal förökning, ökad celldöd och ytterligare genetisk instabilitet, som är resultatet av ROS-inducerad oxidativ stress [4]. Människans fysiologi har begåvats med många mekanismer som kan generera antioxidanter för att utöva skydd mot oxidativ stress som leder till att skydda celler från toxiska effekter och tjäna till att förebygga sjukdomar [5]. Emellertid utvecklar celler endogena mekanismer för att motverka oxidativ stress och bevara nödvändig ROS [6].
NAD(P)H: kinonoxidoreduktas 1 (NQO1) är ett flavoenzym [7] som kan katalysera två- eller fyrelektronreduktion och använder denna egenskap för att avgifta kininer [8]. Det kan skydda celler från oxidativ skada genom att hålla redoxcyklingen åt sidan och genom att minska produktionen av fria radikaler [8]. Förutom xenobiotisk avgiftning är NQO1 också involverad i superoxidneutralisering, modulering av p53-proteasomal nedbrytning [9], Bcl-2-hämning [10] och ökad känslighet för cellskada [11].
Cisplatin är det första Food and Drug Administration (FDA)-godkända platinabaserade anticancerläkemedlet [12]. Cisplatin utövar apoptos genom att inducera oxidativ stress och överuttryck av tumörsuppressorgenen p53 [12]. Flera negativa effekter inklusive nefrotoxicitet, levertoxicitet, gastrotoxicitet, ototoxicitet, myelosuppression och neurotoxicitet är resultatet av cisplatin-inducerad oxidativ stress [12]. Dessa biverkningar har anmärkningsvärt minskat användningen av cisplatin även om det har enastående anticanceraktivitet. Cisplatin är välkänt för att inducera oxidativ stress och undertrycka NQO1-genen i möss njurar [13]. Därför blir sökning och validering efter effektiva naturliga källor till antioxidanter ett område av medvetenhet. Intag av växtbaserade antioxidanter som flavonoider, karotenoider och fenolföreningar kan leda till skydd mot hjärt-kärlsjukdomar, grå starr och cancer [14].
R. vicarious (Polygonaceae) är känd som "Takpalong/ Chukapalong/Amlabetom" på bengaliska [15]. Den växer i öken- och halvökenområdena i Asien, Australien och Nordafrika [16]. Det är en föga studerad hotad växt i Bangladesh. I Bangladesh konsumerar människor hela växten som en grönsak efter att ha lagat mat med salt, olika kryddor och olja. Ibland använder folk bara de färska bladen i blandad sallad som ett alternativ till sallad. Det råa bladet är något surt, men det blir mycket surt efter tillagning. Dessutom blandas vanligtvis ett litet antal blad i fiskrätter under tillagningen för att få en svagt sur smak.
Denna växt används som en grönsaks- och medicinsk ört över hela världen [17]. Bladen och fröna används som motgift mot orm- respektive skorpiongift [17]. I folkbehandling har R. vicarious länge använts för att behandla leversjukdomar, dålig matsmältning, förstoppning, pålar, kräkningar, gasbildning, hjärtbesvär, smärtor, mjältbesvär, dyspepsi, tandvärk, bronkit, astma, skabb, leukodermi och som en laxermedel, mage, aptitretare, tonic, diuretikum och smärtstillande [18]. Denna växt innehåller många biologiskt viktiga föreningar inklusive flavonoider, antrakinoner, karotenoider, vitaminer, lipider och organiska syror, som är välkända som antioxidanter, antimikrobiella och anticancermedel [19]. Varje del av denna växt innehåller quercetin (flavonoider) i en förhöjd mängd [15]. Denna växt innehåller 0,25 mg vitamin A, 1,33 mg vitamin C, 2,37 mg vitamin E [15], 3,38 mg flavonoider och 5,66 mg polyfenoler [20] per 100 g torrvikt.
Shahat och kollegor [21] visade anti-angiogena och anti-proliferativa effekter av metanol (80 procent) extrakt av R. ställföreträdande luftdel mot hepatocellulärt karcinom i en råttmodell. En annan studie visade in vitro anti-angiogen potential hos R. vikariatextrakt [22]. Metanolextrakt av hel R. vicarious utövar skydd mot koltetraklorid-inducerad levertoxicitet in vivo [23]. Antiinflammatorisk effekt hos kaniner har varit uppenbar av metanoliskt bladextrakt av R. vicarious [24]. En nyligen genomförd studie [25] rapporterade in vivo nefroskyddande effekt av fraktionerat etanoliskt R. vikariatextrakt mot gentamicin och kaliumdikromattoxicitet.
Med hänsyn till ovanstående information syftade vi till att inspektera effekten av R. vikariösa extrakt (RVE) när det gäller återhämtning från cisplatininducerad nefrotoxicitet genom att upprätthålla NQO1-genuttryck i en djurmodell.
cistanche hälsofördelar: behandling av njursjukdomar
Material och metoder
Kemikalier och reagens
Cisplatin och 2, 2-difenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) köptes från SIGMA-ALDRICH (USA).
Kreatinin kolorimetrisk analyssats (produkt-ID – 700 460) köptes från Cayman Chemical (USA). Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), fetalt bovint serum (FBS) och antibiotika (10,000 U/mL penicillin och 10,000 ug/mL streptomycin) köptes från Gibco (Gibco Laboratories, USA). ROS-Glo™ H2O2 analyskit och GoTaq® qPCR Master Mix erhölls från Promega (USA). Omvänd transkriptionssats TIAN-Script M-MLV köptes från TIANGEN (Kina) och primrar från IDT (Integrated DNA Technologies, Malaysia). Alla andra kemikalier och reagens som användes i detta experiment var av analytisk kvalitet.
Insamling av växtprov och beredning av extrakt
Färska R. ställföreträdande växter köptes från en lokal marknad i Sonadighi, Rajshahi, Bangladesh. Växtexemplar identifierades och autentiserades av Dr Ahmad Humayan Kabir, Institutionen för botanik, University of Rajshahi, Bangladesh. Ett exemplar under voucher nr. 00095 förvarades i herbariet vid Institutionen för botanik, University of Rajshahi. Anläggningens luftdelar rengjordes, torkades vid 37 grader, maldes till ett grovt pulver med hjälp av en elektronisk torktumlare och förvarades i en förseglad behållare vid 4 grader. Det fina pulvret (10 g) löstes i metanol (500 ml). Innehållet sonikerades (Soniprep 150, Kina) vid 20 kHz under 10 min. Filtrering av extraktet utfördes med användning av glasfiberfilterpapper (Macherey NAGEL, GmBH, tyska) med DURAN Filtering Apparatus (tyska). Slutligen koncentrerades filtratet med användning av en frystork (VirTis Benchtop Pro, SP SCIENTIFIC, USA). Utdraget fick slutligen namnet RVE.
In vitro antioxidantaktivitetstest
In vitro antioxidantkapacitet hos RVE utfördes baserat på rensning av DPPH som beskrivits tidigare [26] med liten modifiering. DPPH radikalfångande förmåga hos RVE bedömdes baserat på omvandling av den lila färgen hos DPPH till gul färg. Reaktionsblandningen i varje mikrocentrifugrör (2 mL) bestod av 95 0 μL metanollösning av DPPH-radikaler (0,1 mM) och 50 μL RVE från fem olika koncentrationer (200, 500, 1000, 2000 och 4000 ug /ml metanol) för att göra slutkoncentrationer på 10, 25, 50, 100 och 200 ug/ml. Ett annat rör innehållande 50 μL metanol och 950 μL metanolisk lösning av DPPH hölls som kontroll. Provrören lämnades i 30 minuter på en mörk plats. Absorbansen av blandningarna togs vid 517 nm med användning av GENESYS 10S UV-VIS spektrofotometer (Thermo SCIENTIFIC, USA). Slutligen beräknades procentandelen radikalfångande aktivitet (RSA) baserat på missfärgningen av DPPH med hjälp av följande formel procent RSA=[(ADPPH − ARVE)/ADPPH] × 100 där ADPPH är absorbansen av DPPH-lösningen (kontroll) och ARVE är absorbansen av RVE-lösningen. Koncentrationen vid vilken RVE resulterade i 50 procent RSA betecknades som IC50-värde och beräknades med hjälp av en graf som placerade procent RSA mot olika använda RVE-koncentrationer.
Försöksdjur och experimentell design
Swiss Albino hanmöss på 42 dagar gamla (30–32 g kroppsvikt) acklimatiserades i 1 vecka innan experimentet påbörjades i ett rum (temperatur på cirka 25 ± 2 grader och ~ 50 procent luftfuktighet, 12 timmar mörker/ljus cykel). Dricksvatten och mat tillhandahölls ad libitum.
Möss separerades slumpmässigt i åtta grupper (n {{0}}). Den första (kontroll)gruppen behandlades med 0,2 ml 0,9 procent NaCl. De följande fyra grupperna behandlades med cisplatin vid 2,5 mg/kg i 5 dagar med ett intervall på 24 timmar. Efter administrering av cisplatin lämnades en grupp (andra gruppen) utan någon ytterligare behandling och tilldelas den stressade kontrollgruppen. Den tredje, fjärde och femte gruppen behandlades ytterligare med RVE vid 25, 50 respektive 100 mg/kg under 5 dagar. Ytterligare tre grupper behandlades med RVE endast vid 25, 50 respektive 100 mg/kg under 5 dagar. Cisplatin och RVE löstes i destillerat vatten. Alla behandlingar gavs intraperitonealt. Efter 24 timmars sista behandling avlivades djuren efter cervikal dislokation [25]. Därefter öppnades bukhinnan med sax, blod samlades in efter hjärtpunktion och njurarna samlades upp med en pincett. Blod utsattes för att kontrollera nivån av kreatinin i serum. Njurarna utsattes för utvärdering av malondialdehydnivå och genuttryck.
Mätning av serumkreatinin
Serumkreatinin mättes med Creatinine Colorimetric Assay Kit-700,460 (Cayman Chemical, USA) enligt tillverkarens protokoll som medföljde kitet.
Mätning av renal lipidperoxidation
Malondialdehyd (MDA) är en slutprodukt av lipidperoxidation i njurvävnad och mäts vanligtvis som en indikator på ROS-produktion. MDA-nivån mättes dock i njurvävnad enligt en tidigare studie [27]. Först homogeniserades njurvävnaden i natriumfosfatbuffert (0,1 M, pH 7,4). En reaktionslösning innefattande 0,8 procent tiobarbitursyra (1,5 ml), 8,1 procent SDS (200 μL), 20 procent (pH 3,5) ättiksyra (1,5 ml) och dH2O (600 μL) sattes till 100 μL homogeniserad vävnad, och blandningen inkuberades sedan vid 95 grader i 1 timme. Efter kylning centrifugerades blandningarna vid 10,000 g i 10 minuter vid 4 grader och absorbansen av supernatanten mättes vid 532 nm med standard 1, 1, 3, 3- tetrametoxipropan. Mängden totalt protein mättes med användning av Bradford Protein Assay-kit (BIO-RAD, USA) och genom att jämföra det med standardbovint serumalbumin (BSA). Intensiteten av lipidperoxider artikulerades som nanomol (nM) MDA per milligram (mg) protein.
Realtidspolymeraskedjereaktion (realtids-PCR)
Realtids-PCR utfördes som beskrivits tidigare [28, 29]. Totalt RNA från njurvävnad isolerades med hjälp av TRIzol®-reagens (Invitrogen) enligt protokollet som tillhandahålls av tillverkaren. Det isolerade RNA:t (1 ug) omvandlades sedan till cDNA. Först togs 2 μL slumpmässig hexamer (10 μM), 2 μL dNTPs (10 mM), 1 ug RNA och nukleasfri HO upp till 15 μL och inkuberades i 5 minuter vid 70 grader. Blandningen placerades omedelbart på is under 2 min. Sedan tillsattes 4 μL 1:a strängbuffert (5x) och 1 μL M-MLV omvänt transkriptas i varje rör och inkuberades i 10 minuter och 50 minuter
min vid 25 grader respektive 42 grader. Slutligen inaktiverades M-MLV omvänt transkriptasenzymet genom att inkubera blandningen vid 95 grader i 5 minuter. De syntetiserade cDNA-produkterna utsattes för realtids-PCR för kvantifiering av NQO1-, p53- och Bcl-2-genuttryck med användning av specifika primrar (tabell 1). Varje reaktion (10 μL) utfördes i triplikat bestående av 5 μL GoTaq qPCR Master Mix (2x) (Promega, USA), 0,5 μL (10 mM) av varje primer, 3 μL nukleasfritt vatten och 1 μL cDNA i 48-brunnsreaktionsplattor. Termisk cykling utfördes med en realtids-PCR-maskin (Eco™ Real-Time PCR System, Illumine®, USA) med följande cyklingsförhållanden: 95 grader i 10 minuter, följt av 40 cykler på 95 grader i 30 s, 50 grader i 30 s och 72 grader i 25 s. Specificiteten för PCR-reaktioner bekräftades genom att analysera smältkurvan vid 95 grader i 15 sekunder, 45 grader i 15 sekunder och 95 grader i 15 sekunder. Specificiteten för PCR-reaktioner bekräftades genom att analysera smältkurvan vid 95 grader i 15 sekunder, 45 grader i 15 sekunder och 95 grader i 15 sekunder. Den relativa kvantifieringen av genuttryck utfördes med användning av endogen GAPDH-gen som kontroll baserat på ΔΔCq-metoden.
Cellodling och behandling
Human proximal tubuli epitelcellinje, HK-2-celler, hölls i DMEM kompletterat med 10 procent FBS och antibiotika (50 U/ml penicillin och 50 ug/ml streptomycin) i en inkubator med 5 procent CO2 och 95 procent luftfuktighet vid 37 grader.
H2O2-mätningsanalys
H2O2-nivån i HK-2-celler uppskattades med hjälp av ROS-Glo™ H2O2-analyskit (Promega, USA) enligt protokollet från kittillverkaren. HK-2-celler (1000 celler) i 70 μL DMEM placerades i brunnar på 96-brunnens mikrotiterplatta. Efter att ha tillåtit fastsättning av cellerna på väggytan, ersattes 10 μL DMEM från brunnar på mikrotiterplattan med 10 μL cisplatin (25 μM i DMEM) och hölls i en inkubator i 12 timmar. Sedan tillsattes 10 μL RVE för att göra slutkoncentrationerna 125, 250 och 500 ug/mL i DMEM och inkuberades i ytterligare 12 timmar. Därefter tillsattes 20 μL H2O2-substratlösning och 100 μL ROS-Glo™-detektionslösning till varje brunn. Reaktionen inkuberades vid rumstemperatur under 20 min. Slutligen mättes luminescens med GloMax Luminometer (Promega, USA).
GC-MS analys
GC-MS-analys av RVE (upplöst i metanol) utfördes som beskrivits tidigare [30] med användning av GCMS-QP2020 (SHIMADZU) innefattande en auto-sampler (AOC{ {5}}s), en autoinjektor (AOC-20i) och en gaskromatograf (GC-2010 Plus) anslutna till en masspektrometer utrustad med en SH-Rxi{{1{{ 37}}}}Sil MS kapillärkolonn (30 m × 0,25 μm ID × 0,25 μm DF). Bärargasen Helium hölls vid en konstant flödeshastighet på 1,72 ml/min och en injektionsvolym på 5 μL utsattes för ett delat förhållande på 10:1. Temperaturen på injektorn hölls vid 220 grader, jonkällans temperatur var 280 grader, ugnstemperaturen programmerades från 80 grader (håll i 2 minuter), med en ökning på 5 grader/min till 150 grader (hålltid 5,0 min), sedan 5 grader/min till 280 grader, som slutar med en 8 min isotermisk vid 280 grader. Masspektra togs vid 1,5 kV med ett skanningsintervall på 0,5 s och provet kördes i ett intervall av 45–350 m/z. Lösningsmedelsfördröjningen var från 0 till 3 minuter, och den totala GC-MS-körtiden var 55 minuter. Den relativa koncentrationen av de detekterade föreningarna mättes genom att jämföra dess genomsnittliga topparea med den totala arean. Tolkning av masspektrum i GC-MS utfördes med hjälp av National Institute Standard and Technology (NIST) databaser inklusive NIST08, NIST08s och NIST14.
Statistisk analys
De statistiska analyserna utfördes av ANOVA efter Dunnetts T3-test med IBM SPPS (version 20) programvara. Data artikuleras som medel ± standardavvikelse (SD). Den betydande jämförelsen behandlades på sid<0.05. all="" of="" the="" graphs="" were="" prepared="" using="" microsoft="" excel="" (version="">
Resultat
In vitro antioxidantaktivitetstest
Även om RVE tidigare rapporterades för att ha antioxidantaktivitet, kontrollerade vi på nytt antioxidantaktiviteten hos vårt extrakt med hjälp av DPPH-kapacitet för att avlägsna fria radikaler. RVE neutraliserade DPPH dosberoende (Fig. 1). RVE visade avsevärd antioxidantaktivitet in vitro och det beräknade IC50-värdet för RVE var 37,39 ± 1,89 ug/ml.
Mätning av serumkreatinin
Serumkreatininnivån hos möss ökade signifikant (p < {0}}.05)="" efter="" administrering="" av="" cisplatin="" (tabell="" 2).="" behandling="" med="" rve="" förbättrade="" anmärkningsvärt="" (p="">< 0,05)="" kreatininnivån="" på="" ett="" dosberoende="" sätt="" (tabell="">
Mätning av renal lipidperoxidation
Jämfört med kontroll, ökade cisplatin avsevärt (p < {0}}.05)="" mda-innehållet="" i="" njurvävnad="" hos="" möss="" (tabell="" 3).="" däremot="" återställde="" rve-behandlingen="" avsevärt="" (p="">< 0,05)="" mda="" till="" nästan="" normalt="" på="" ett="" dosberoende="" sätt="" (tabell="">
PCR i realtid
Cisplatin minskade signifikant (p < {{0}}.05)="" nqo1-mrna-uttrycket="" med="" 0.15-faldigt="" och="" ökade="" p53="" och="" bcl-2="" mrna="" uttryck="" med="" 24="" respektive="" 4.2-faldigt="" (fig.="" 2).="" rve="" minskade="" avsevärt="" (p="">< 0.05)="" nqo1,="" p53="" och="" bcl-2="" mrna-uttryck="" på="" ett="" dosberoende="" sätt="" (fig.="" 2).="" jämfört="" med="" den="" enda="" cisplatinbehandlade="" gruppen="" ökade="" nqo1-mrna-uttrycket="" med="" 3,57,="" 6,36="" och="" 9,28-faldigt="" vid="" 25,="" 50="" och="" 100="" mg/kg="" rve,="" respektive="" (fig.="" 2a).="" återigen="" minskade="" p53-mrna-uttrycket="" med="" 0.63,="" 0.46="" och="" 0.21-="" gånger="" vid="" 25,="" 50="" respektive="" 100="" mg/kg="" rve="" (fig.="" 2b).="" bcl-2="" mrna-uttryck="" reducerades="" också="" med="" 0,71,="" 0,40="" och="" 0,32-="" gånger="" vid="" 25,="" 50="" respektive="" 100="" mg/kg="" rve="" (fig.="" 2c).="" men="" inga="" signifikanta="" (p=""> 0,05) förändringar hittades i uttrycksnivån för NQO1-, p53- och Bcl-2-gener på grund av behandling med RVE (Fig. 3).
H2O2mätningsanalys
I H2O2-mätningsanalysen, H2O2nivån ansågs vara proportionell mot luminescens. Administrering av cisplatin signifikant (p < {{0}}.05)="" ökade="" h2o2-nivån="" med="" 2,2-faldigt="" (fig.="" 4).="" behandling="" med="" rve="" minskade="" avsevärt="" (p="">< 0.05)="" h2o2-nivån="" med="" 0,25,="" 0,38="" och="" 0,49-faldigt="" vid="" 125,="" 250="" och="" 500="" ug/ml,="">
GC-MS analys
Totalt 10 föreningar (tabell 4 och fig. 5) inklusive "Isoborneol, pentametyldisilanyleter (sesquiterpenalkohol)", "Tymin (pyrimidinnukleobas)", "4H-Py-ran-4-on, 2,{{ 8}}dihydro-3,5-dihydroxi-6-metyl-(saponin)", "Hexadekansyra, metylester (fettsyrametylester)", "9,12- Oktadekadiensyra, metylester (fettsyrametylester)", "9-Oktadekensyra (Z)-, metylester (fettsyrametylester)", "Metylstearat (fettsyrametylester)", "Diisooktylftalat (ester)", "13-Dokosenamid, (Z)- (alkaloid)", och "Squalene (tri-terpen)" detekterades i RVE.
cistanche tubolosa fördelar: sänka blodfetter
Diskussion
Naturliga och syntetiska antioxidanter har studerats omfattande och visat sig vara funktionella för att antingen förebygga eller förbättra toxicitet i djurfysiologi [31]. Antioxidanttillskott är den komponent som utvecklas antingen genom kemisk syntes eller genom extraktion från naturliga livsmedel, men dessa är inte identiska i sammansättning som antioxidanter som finns i livsmedel [5]. Därför går åsikterna isär över tiden om syntetiska antioxidanter ger liknande hälsofördelar som naturliga antioxidanter [32]. Behovet är på väg att minska användningen av syntetiska antioxidanttillskott och söka alternativa, billiga, förnybara, naturliga och möjligen säkrare källor till effektiva naturliga antioxidanter.
En av de viktigaste mekanismerna är den nukleära faktorn erytroid-2-relaterade faktorn-2 (Nrf2)-vägen som i allmänhet skyddar celler från oxidativ stress inducerad av exogena eller endogena stressorer [27]. De effektiva antioxidanterna inducerar uttryck av Nrf2, som vidare flyttar in i kärnan och binder till antioxidantresponselement (ARE) som provocerar uttryck av fas II-avgiftnings- och antioxidantgenen NQO1 [33, 34]. NQO1 uttrycks brett och differentiellt på ett vävnadsspecifikt sätt. NQO1 är ett cytosoliskt antioxidant flavoprotein som katalyserar 2-elektronreduktionen av kinoner till hydrokinoner, vilket resulterar i avgiftning av elektrofiler och förväntan om redoxcykling [35]. Enligt en tidigare studie [36] aktiverar -lapachone NQO1, vilket ytterligare ökar intracellulär NAD plus-nivå och skyddar njuren från cisplatin-inducerad akut skada.
Cisplatin är känt för att inducera skada i det glomerulära filtrationsmembranet genom oxidativ stress, inflammation och apoptos, vilket sammantaget leder till minskad glomerulär filtrationshastighet och förlust av normal membranpermeabilitet [37]. Därför ökade serumkreatininnivån. Serumkreatinin är en av de potentiella markörerna för njurfunktionalitet. Cisplatinbehandling ökade MDA-halten i njurvävnad som är en sekundär produkt av lipidperoxidation och denna rapport är konstant med tidigare studier [27, 35, 37, 38]. Behandling med RVE minskade signifikant MDA-halten i njurvävnaden. Samtidigt sänktes kreatininnivån, vilket tyder på den förbättrande effekten av RVE.
Dessutom minskade uttrycket NQO1 signifikant och uttrycket av p53 och Bcl-2 ökade signifikant efter exponering för cisplatin. När det gäller NQO1 och p53 uttryck in vivo, överensstämmer vårt resultat med en tidigare studie [13]. En nyligen genomförd studie [39] visade att cisplatin signifikant minskade uttrycket av Bcl-2 i njurarna hos möss, men överraskande nog hittade vi förhöjt uttryck. Denna skillnad kan vara resultatet av dosskillnad [40] eftersom Mohamed och kollegor [39] använde 8 mg/kg i 12 dagar, medan vi använde 2,5 mg/kg i endast 5 dagar. En annan studie [41] angav att cisplatin kan öka uttrycket av Bcl-2 vid en dos när det är icke-cytotoxiskt. Återigen, ökat Bcl-2-uttryck sensibiliserar celler mot oxidativ stress [40].
Uttrycket av p53 är dock lågt vid normala fysiologiska tillstånd men förväntas uppregleras när det väl behandlats med cisplatin eftersom detta platinabaserade kemoterapeutiska medel aktiverar p53-beroende apoptotisk väg. När vi väl behandlade möss med cisplatin, ökade p53 signifikant i möss njurar jämfört med kontroll. En annan proto-onkogen Bcl-2 är också korrelerad med NQO1-uttrycksnivån. Genom att efterlikna p53-uttrycket fann vi också att Bcl- 2-nivåerna ökade med cisplatinbehandling, men återhämtade sig signifikant efter behandling med RVE. Detta är möjligt, som svar på oxidativ stress aktiveras p53-genen och resulterar i att cellcykeln, åldrande eller apoptos stoppas [6]. Med avgiftning anses NQO1-överuttryck ofta vara korrelerat med apoptos i cancerceller [10], även om den underliggande mekanismen för apoptos och överuttrycket av NQO1 fortfarande är kontroversiell. Dessutom, i hepatocellulärt karcinom, minskar NQO1-överuttryck uttrycket Bcl-2 [10]. Proto-onkogen Bcl- 2 har också p53 som korrelationen med NQO1-uttryck. p53 är en sekvensspecifik transkriptionsfaktor som aktiveras av många typer av cellulär stress [42], medan Bcl-2-överuttryck fungerade som mitokondriell porstabilisator för att underlätta frisättning av cytokrom-c vid oxidativ stress [12]. I vårt fall kontrollerade vi båda gensvaren med cisplatinbehandling i normal njurvävnad och fann deras ökade uttryck. RVE-behandling återställde uttrycket av p53 och Bcl-2 till nästan normalt på ett dosberoende sätt. Denna typ av Bcl-2-uttrycksupphävande visades också med hjälp av ROS-rensare Trolox [43]. Dessutom ökade H2O2-nivån också markant i HK-2-celler på grund av behandling med cisplatin in vitro. Efter behandling med RVE återställdes H2O2-nivån signifikant till ungefär det normala. Detta beror kanske på effekten av RVE-behandling som ökade NQO1-uttrycket [44], vilket utövar skydd mot oxidativ stress [6].
GC-MS-kromatogrammet bekräftade förekomsten av tio föreningar i RVE. Bland dessa, "4H-Pyran- 4-on, 2, 3-dihydro-3,5-dihydroxi-6-metyl-", "hexadekansyra" och " Squalene" är välkända antioxidanter[45–47]. Dessa tre föreningar sammantaget utövade möjligen en synergistisk nefroskyddande effekt. Tidigare studier rapporterade också om induktion av NQO1-uttryck av vitamin A [48], vitamin C [49], vitamin E [50], flavonoider [51] och polyfenoler [50]. Därför föreslår denna rapport att man ska klargöra om detta extrakt innehåller något bland vitamin A, vitamin C, vitamin E, flavonoider och polyfenol eller inte.
Slutsats
Det övergripande fyndet tyder på att RVE är fysiologiskt effektivt för att skydda njurarna från cisplatin-inducerad skada. Därför är det avgörande att klargöra de exakta föreningarna som är ansvariga för att mildra cisplatininducerad nefrotoxicitet som kan bli fördelaktigt för användning på människa.
Erkännanden
Författarna är tacksamma mot Bangladesh Council of Scientific and Industrial Research (BCSIR), Rajshahi Branch för att de tillhandahållit laboratoriestöd för att kvantifiera RNA.
Författarnas bidrag
MMH utförde experimentell design, experiment, dataanalys och förberedelse, manuskriptskrivning och redigering, manuskriptrevidering och utarbetande; MST & MME gjort experiment och dataanalys; AME & MAR bidrog med övervakning och resurser; AH ansvarade för konceptualisering, övervakning, resurser och manuskriptredigering. Alla författare
granskade manuskriptet. Författarna läste och godkände det slutliga manuskriptet.
Finansiering
Det aktuella arbetet finansierades av Taif University Researchers Supporting Project nummer (TURSP - 2020/75), Taif University, Taif, Saudiarabien.
Tillgänglighet av data och material.
All relevant information är tillgänglig och kan tillhandahållas på begäran till motsvarande författare.
Deklarationer
Etiskt godkännande och samtycke till att delta
Etiken för att utföra detta experiment godkändes av Institutional Animal, Medical Ethics, Biosafety and Biosecurity Committee (IAMEBBC), Institute of Biological Sciences (IBSc), University of Rajshahi, och tillhandahölls under memonummer 31/{{1} }IAMEBBC/IBSc. Alla metoder utfördes enligt de riktlinjer och föreskrifter som tillhandahållits av ovan nämnda etiska kommitté. Denna studie genomfördes i enlighet med riktlinjerna för ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiment). "Samtycke att delta" är inte tillämpligt för denna studie.
Författarinformation
1Laboratoriet för molekylärbiologi och proteinvetenskap, Institutionen för genteknik och bioteknik, Fakulteten för livs- och geovetenskap, University of Rajshahi, Rajshahi 6205, Bangladesh. 2Molecular Pathology Laboratory, Institutet för biologiska vetenskaper, University of Rajshahi, Rajshahi 6205, Bangladesh. 3Institutionen för bioteknik, College of Science, Taif University, PO Box 11099, Taif 21944, Saudiarabien. 4Institutionen för genetik, fakulteten för jordbruk, Alexandria University, Alexandria 21545, Egypten.
Referenser
1. Bagchi K, Puri S. Fria radikaler och antioxidanter i hälsa och sjukdom: en recension. East Mediterr Health J. 1998;4:350–60.
2. Koh EM, Lee EK, Song CH, Song J, Chung HY, Chae CH, et al. Ferulat, en aktiv komponent i vetegroddar, förbättrar oxidativ stress-inducerad PTK/PTP-obalans och PP2A-inaktivering. Toxicol Res. 2018;34(4):333–41.
3. Hassan AI, Ibrahim RY. Vissa genetiska profiler i levern av Ehrlich ascites tumörbärande möss under stress av bestrålning. J Radiat Res Appl Sci. 2014;7(2):188–97.
4. Zhou FL, Zhang WG, Wei YC, Meng S, Bai GG, Wang BY, et al. Involvering av oxidativ stress i återfall av akut myeloid leukemi. J Biol Chem. 2010;285(20):15010–5.
5. Pham-Huy LA, He H, Pham-Huy C. Fria radikaler, antioxidanter vid sjukdom och hälsa. Int J Biomed Sci. 2008;4:89–96.
6. Srijiwangsa P, Na-Bangchang K. Roller för NAD (P) H-kinonoxidoreduktas 1 (NQO1) på cancerprogression och kemoresistens. J Clin Exp Oncol. 2017;6:1–6.
7. Siegel D, Yan C, Ross D. NAD (P) H: kinonoxidoreduktas 1 (NQO1) i känslighet och resistens mot antitumörkinoner. Biochem Pharmacol. 2012;83(8):1033–40.
8. Dinkova-Kostova AT, Talalay P. NAD (P) H: kinonacceptoroxidoreduktas 1 (NQO1), ett multifunktionellt antioxidantenzym och exceptionellt mångsidigt cytoskydd. Arch Biochem Biophys. 2010;501(1):116–23.
9. Cullen JJ, Hinkhouse MM, Grady M, Gaut AW, Liu J, Zhang YP, et al. Dikumarol-hämning av NADPH: kinonoxidoreduktas inducerar tillväxthämning av pankreascancer via en superoxidmedierad mekanism. Cancer Res. 2003;63(17):5513–20.
10. Zhang X, Han K, Yuan DH, Meng CY. Överuttryck av NAD (P) H: kinonoxidoreduktas 1 hämmar hepatocellulär karcinomcellsproliferation och inducerade apoptos genom att aktivera AMPK/PGC-1-vägen. DNA Cell Biol. 2017;36(4):256–63.
11. Zeekpudsa P, Kukongviriyapan V, Senggunprai L, Sripa B, Prawan A. Undertryckande av NAD (P) H-kinonoxidoreduktas 1 ökade känsligheten hos kolangiokarcinomceller för kemoterapeutiska medel. J Exp Clin Cancer Res. 2014;33(1):1–13.
12. Dasari S, Tchounwou PB. Cisplatin i cancerterapi: molekylära verkningsmekanismer. Eur J Pharmacol. 2014;740:364–78.
13. Zhu X, Jiang X, Li A, Zhao Z, Li S. S-Allylmerkaptocystein dämpar cisplatininducerad nefrotoxicitet genom undertryckande av apoptos, oxidativ stress och inflammation. Näringsämnen. 2017;9(2):166.
14. Matkowski A. Plantera in vitro-kultur för framställning av antioxidanter – en recension. Biotechnol Adv. 2008;26(6):548–60.
15. El-Bakry AA, Mostafa HAM, Alam EA. Antioxidantaktivitet hos Rumex ställföreträdande L. i det vegetativa tillväxtstadiet. Asiatiska J Pharm Clin Res. 2012;5:111–7.
16. Rechinger KH. Rumex (Polygonaceae) i Australien: en omprövning. Nuytsia. 1984;5:75–122.
17. Shahat AA, Alsaid MS, Alyahya MA, Higgins M, Dinkova-Kostova AT. NAD (P) H: Kinonoxidoreduktas 1-inducerande aktivitet hos vissa saudiarabiska medicinalväxter. Planta Med. 2013;79(06):459–64.
18. El-Hawary SA, Sokkar NM, Ali ZY, Yehia MM. En profil av bioaktiva föreningar av Rumex vicarious L. J Food Sci. 2011;76(8): C1195–202.
19. Barbosa-Filho JM, Alencar AA, Nunes XP, Tomaz AC, Sena-Filho JG, Athayde-Filho PF, et al. Källor till alfa-, beta-, gamma-, delta- och epsilon-karotener: en recension från 1900-talet. Rev Bras. 2008;18(1):135–54.
20. Laouini SE, Ouahrani MR. Fytokemisk screening, in vitro antioxidant och antibakteriell aktivitet av Rumex ställföreträdande L. extrakt. Science Study Res: Chem Chem Engi Biotech Food Ind. 2017;18:367–76.
