Mae Isoastilbin yn Atal Apoptosis Niwronol A Straen Ocsidiol mewn Model Arat o Anafiadau Isgemia-atlifiad i'r Ymennydd: Cysylltiad OfSIRT1/3/6

Am fwy o wybodaeth Ebostiwchtina.xiang@wecistanche.com

Haniaethol

Cefndir.Dangoswyd bod gan Isoastilbin (IAB).gwrthocsidiola swyddogaethau gwrth-apoptotig. Canfu astudiaeth ddiweddar y gall IAB leihauocsidiolstraen mewn clefyd Alzheimer. Fodd bynnag, ni wyddys a yw swyddogaeth gwrthocsidiol IAB hefyd yn amddiffynnol mewn clefydau ymennydd eraill.
Amcanion.Ymchwilio i rolau a mecanweithiau gwaelodol IAB mewn atglifiad achludiad rhydweli ymennydd canol (MCAO/R) mewn llygod mawr.
Defnyddiau a dulliau.Rhannwyd llygod mawr Wistar gwrywaidd ar hap yn 5 grŵp: grŵp ffug, grŵp MCAO/R, a 3 grŵp MCAO/R yn gweinyddu IAB (20 mg/kg, 40 mg/kg neu80 mg/kg) unwaith y dydd am 3 diwrnod. Maint cnawdnychiant, Sgôr Difrifoldeb Niwrolegol wedi'i addasu (mNSS),ocsidiolstraendefnyddiwyd marcwyr, a marcwyr apoptosis niwronaidd i asesu swyddogaeth IAB.
Canlyniadau.O'i gymharu â'r grŵp MCAO/R, gostyngodd gweinyddu IAB faint cnawdnychiant a sgoriau mNSS mewn llygod mawr MCAO/R. Gostyngodd Isoastilbin hefyd lefel y malondialdehyde (MDA) a gwella gweithgaredd catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), a glutathione peroxidase (GSH-PX). Gwanhawyd triniaeth isoastilbin niwronaidd a achosir gan MCAO/Rapoptosiso'i gymharu â'r grŵp theMCAO/R, fel y nodir gan ganlyniadau terfynell deoxynucleotide transferase-mediated X-dUTP Nick-end (TUNEL) a phrofion blotiau gorllewinol. Roedd Isoastilbin hefyd wedi gwrthdroi is-reoleiddio mynegiant protein SIRT1/3/6 a achosir gan MCAO/R.
Casgliadau.Mae'r arsylwadau hyn yn awgrymu bod IAB yn amddiffyn yn erbynocsidiolstraen ac apoptosis niwronaidd mewn llygod mawr yn dilyn anaf isgemia-atlifiad yr ymennydd (I/R) trwy uwchreoleiddio SIRT1/3/6, gan nodi y gallai IAB fod yn asiant therapiwtig addawol ar gyfer anaf I/R yr ymennydd.
Geiriau allweddol:apoptosis, straen ocsideiddiol, isoastilbin, anaf isgemia cerebral ffocal-atlifiad

Cefndir

Mae strôc isgemig a hemorrhagic ymhlith prif achosion anabledd a marwolaeth ledled y byd.1,2Mae strôc isgemig yn cael ei achosi gan rwystrau yn y pibellau gwaed, a thrwy hynny'n rhoi organau targed mewn perygl o farwolaeth celloedd.3Er mai'r driniaeth fwyaf effeithiol ar gyfer isgemia cerebral yw mynd yn gyflym. adfer cyflenwad gwaed, gall therapi thrombolytig gynyddu maint cnawdnychiant a gwaethygu anaf isgemia-atlifiad (I/R) yn yr ymennydd.1,4Felly, mae angen datblygu cyffuriau newydd ar frys i drin anaf I/R cerebral.

Mae anaf atdarlifiad isgemia yn yr ymennydd yn cynnwys pathoffisioleg gymhleth, gan gynnwys achosion oocsidiolstraen, apoptosis, a disbyddiad adenosine triphosphate (ATP), a gall pob un ohonynt arwain at anaf niwronaidd.5 Cynhyrchir rhywogaethau ocsigen adweithiol (ROS) yn ystod isgemia, gan arwain at niwronauapoptosisa chamweithrediad niwrolegol.6 Yn benodol, mae NADPH ocsidasau yn cynhyrchu ROS yn ystod anaf I/R, sy'n achosiocsidiolstraen. Mae'r straen hwn yn cael ei nodi gan berocsidiad lipid cynyddol, llai o weithgaredd catalase (CAT) a superoxide dismutase (SOD), a gostyngiad yn lefel glutathione (GSH).7-11 Lefelau uchel o ROS aocsidiolstress bydd, yn ei dro, yn achosi marwolaeth celloedd trwy'r llwybr apoptotig mitocondriaidd yn dilyn anaf I/R yr ymennydd.12 Gall mandyllau trawsnewid athreiddedd mitocondriaidd agor o ganlyniad i groniad gormodol o ROS, gan arwain at botensial trawsbilen mitocondriaidd is a chynhyrchiad cynyddol o actifyddion caspase fel fel cytochrome c, yn y pen draw yn cychwyn y rhaeadr caspase ac yn arwain at farwolaeth celloedd.12 Geng et al. Cynigiwyd bod apoptosis celloedd niwronaidd yn cael ei gyfryngu'n rhannol o leiaf gan y llwybr apoptosis mitocondriaidd mewn anaf I/R cerebral.13 O ganlyniad, mae atal neu wrthdroi straen ocsideiddiol ac apoptosis niwronaidd yn addo dulliau newydd o wanhau anaf I/R yr ymennydd.

Er mwyn archwilio'r mecanwaith y mae IAB yn ei ddefnyddio i wanhau iawndal a achosir gan I/R, fe wnaethom ganolbwyntio ar raeadr signalau SIRT. Mae astudiaethau diweddar wedi dangos rôl amddiffynnol SIRT1/3/6 mewn amrywiol glefydau, gan gynnwys dirywiad niwral yn yr ymennydd, llid pibellau gwaed, a chrynodiad corff braster. Yn wir, canfuom fod triniaeth IAB yn cynyddu lefel mynegiant SIRT yn ystod anaf I/R, gan nodi y gallai IAB amddiffyn rhag cellapoptosistrwy uwchreoleiddio mynegiant SIRT. Gyda'i gilydd, mae ein canlyniadau'n awgrymu y gallai IAB fod yn driniaeth ddefnyddiol ar gyfer anaf clinigol I/R yr ymennydd.

Amcanion

Ein nod cyffredinol oedd archwilio effeithiau a mecanweithiau sylfaenol IAB mewn anaf I/R gan ddefnyddio model anifeiliaid MCAO/R.

Defnyddiau a dulliau

Anifeiliaid

Prynwyd llygod mawr Wistar gwrywaidd gan y Shanghai Laboratory Animal Company (Shanghai, Tsieina). Roedd llygod mawr 60-90 diwrnod oed gyda phwysau corff arferol (200-250 g) yn cael eu bwydo â bwyd a dŵr ad libitum a'u cynnal o dan amgylchedd cyson (25 ± 2 gradd, 40 ± 10 y cant o leithder cymharol, a 12 h cylch golau / tywyll) . Ymdriniwyd ag anifeiliaid yn unol â'r canllawiau ar gyfer gofal a defnyddio anifeiliaid labordy Coleg Jiamusi, Prifysgol Meddygaeth Tsieineaidd Traddodiadol Heilongjiang, Tsieina. Cymeradwyodd Pwyllgor Gofal a Defnydd Anifeiliaid Sefydliadol Coleg Jiamusi, Prifysgol Meddygaeth Tsieineaidd Heilongjiang weithdrefnau anifeiliaid (cymeradwyaeth Rhif 20190815).

Sefydlu anaf MCAO/R a thriniaeth IAB

Penderfynwyd ar wenwyndra IAB fel y disgrifiwyd yn flaenorol.15 Gwanhawyd Isoastilbin (Chengdu Purechem-Standard Co., Ltd., Chengdu, Tsieina) i grynodiadau terfynol o 20 mg/kg, 40 mg/kg, ac 80 mg/kg mewn ffosffad - ateb byffer (PBS). Rhannwyd anifeiliaid ar hap yn 5 grŵp: 1. ffug; 2. MCAO/R; 3. MCAO/R ac yna 20 mg/kg IAB; 4. MCAO/R ac yna 40 mg/kg IAB; a 5. MCAO/R ac yna 80 mg/kg IAB.

Anestheteiddiwyd llygod mawr gan ddefnyddio chwistrelliad mewnperitoneol (ip.) o 50 mg/kg sodiwm pentobarbital (Adweithydd Cemegol Sinopharm, Beijing, Tsieina). I gyflwyno MCAO/R, fe wnaethom ddatgelu'r rhydwelïau carotid, sef y rhydweli carotid allanol (ECA), rhydweli carotid cyffredin iawn (CCA), a rhydweli carotid mewnol (ICA). Roedd yr ECA a'r CCA wedi'u clymu'n agos. Cafodd yr ICA ei glymu gan ddefnyddio pwyth monofilament 0.285 mm, wedi'i fewnosod i lwmen yr ICA am tua 18 mm trwy fonyn yr ECA i rwystro'r rhydweli ymennydd canol (MCA). A LaserDefnyddiwyd Doppler (USCN KIT INC., Wuhan, China) i gadarnhau bod llif y gwaed wedi'i leihau i lai nag 20 y cant o'r lefel arferol. Cafodd y grŵp ffug yr un llawdriniaeth; fodd bynnag, ni chafodd y rhydwelïau eu clymu. Ar ôl 2 h o achludiad, cafodd y rhydwelïau clymog eu hatgyfnerthu ac yna cafodd y llygod mawr eu rhoi gan IAB (20 mg/kg, 40 mg/kg, neu 80 mg/kg) neu PBS bob dydd am 3 diwrnod yn olynol. Yn olaf, 72 h ar ôl MCAO/R, aseswyd gallu niwrolegol y llygod mawr.

Gwerthuso cyfaint cnawdnychiant ymennydd llygod mawr

Ar ôl triniaeth IAB, cafodd ymennydd eu pwyso'n gyflym i fesur eu pwysau gwlyb. Yn dilyn hynny, dadhydradwyd yr ymennydd ar 100 gradd am 24 awr i asesu eu pwysau sych. Cyfrifwyd crynodiad y dŵr yn yr ymennydd fel: ((pwysau gwlyb ‒ pwysau sych)/pwysau gwlyb) × 100 y cant .

Sgôr difrifoldeb niwrolegol wedi'i addasu (mNSS)

Aseswyd swyddogaethau synhwyraidd, echddygol, cydbwysedd, ac atgyrch niwrolegol 72 h ar ôl llawdriniaeth MCAO gan ddefnyddio mNSS.17 Gosodwyd difrifoldeb diffygion niwrolegol ar raddfa o 0 i 10, gyda sgôr uwch yn dynodi niwed mwy difrifol i'r system nerfol.

Mesur superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA), catalase (CAT), a glutathione peroxidase (GSH-PX)

Ar ôl triniaeth IAB, penderfynwyd cynnwys protein o feinweoedd yr ymennydd. Pennwyd crynodiad protein homogenadau cortigol gan ddefnyddio citiau BCA (Beyotime, Shanghai, China). Canfuwyd y SOD, MDA, CAT, a GSH-PX gan ddefnyddio'r citiau cyfatebol (catalog Rhif A003-1, A001-3, A007, ac A005; Sefydliad Biobeirianneg Nanjing Jiancheng, Nanjing, Tsieina). Yn gryno, casglwyd y supernatant o homogenad cortigol. Ar gyfer SOD, cafodd samplau eu deor â hydoddiant gweithio WST-8/ensym ar 37 gradd am 30 munud. Mesurwyd yr amsugniad ar donfedd o 450 nm. Diffiniwyd un uned gweithgaredd ensymatig SOD (U) fel swm y sampl sydd ei angen i gyflawni cyfradd ataliad o 50 y cant o liw formazan WST-8. Ar gyfer MDA, cymysgwyd samplau â hydoddiant gweithio ac yna eu gwresogi ar 100 gradd am 15 munud. Mesurwyd amsugniad y supernatant ar donfedd o 532 nm. Ar gyfer CAT, cymysgwyd samplau â byffer canfod CAT a hydoddiant hydrogen perocsid ac yna eu deor ar 25 gradd am 5 munud. Canfuwyd yr amsugniad ar donfedd o 520 nm. Ar gyfer GSH-PX, cymysgwyd samplau â GSH ar 37 gradd am 5 munud. Mesurwyd amsugniad y supernatant ar donfedd o 412 nm. Diffiniwyd un uned (U) o weithgaredd ensymau fel y swm o GSH-PX mewn 1 mg o brotein a gataliodd y defnydd o 1 μmol/L GSH wrth ddidynnu effaith yr adwaith nad yw'n ensymau.

Terfynell deoxynucleotidyl transferase dUTP nick diwedd labelu (TUNEL) staenio

Cafodd meinweoedd ymennydd hemisffer ipsilateral eu hynysu, eu gosod mewn paraformaldehyd 4 y cant, a'u hymgorffori mewn paraffin. Yna torrwyd meinweoedd yn 5- sleisys μm ac amlygwyd antigen ar ôl 10 munud o wresogi microdon mewn byffer citrad. Aseswyd apoptosis niwronaidd gan ddefnyddio assay TUNEL (In Situ Cell Detection Detection Kit; Roche, Penzberg, yr Almaen), yn ôl cyfarwyddiadau'r gwneuthurwr. Yn gryno, rhoddwyd tafelli ymennydd mewn paraformaldehyd 4 y cant oer iâ am 30 munud ac yna, cawsant eu deor yn y tywyllwch gyda chymysgedd adwaith TUNEL ar 37 gradd am 1 h. Yn dilyn hynny, cafodd y niwclysau eu staenio â 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI; Sigma-Aldrich). Delweddwyd samplau a chyfrifwyd y mynegai apoptosis fel nifer y celloedd TUNEL-positif wedi'u rhannu â chyfanswm nifer y celloedd.

Blot gorllewinol

Cafodd meinweoedd ymennydd llygod mawr eu gorchuddio gan ddefnyddio byffer assay radio-immunoprecipitation (RIPA) (Beyotime, Dalian, Tsieina). Roedd proteinau yn destun electrofforesis gel dodecyl sylffad-polyacrylamid 12-15 y cant (SDS-TUDALEN) ac yna'n cael eu trosglwyddo i bilenni fflworid polyvinylidene (PVDF) (Millipore, Billerica, UDA). Cafodd pilenni eu rhwystro gan ddefnyddio 5 y cant o laeth di-fraster a'u deor â gwrthgyrff cynradd ar 4 gradd dros nos. Yn dilyn hynny, deorwyd gwrthgyrff eilaidd cyfuniad marchruddygl peroxidase (HRP) ar dymheredd ystafell am 2 h. Canfuwyd signalau penodol o broteinau wedi'u labelu gan ddefnyddio system cemiluminescence. Defnyddiwyd yr -actin i normaleiddio lefelau mynegiant protein Bcl-2, Bax a Sirtuin (SIRT1/3/6). Dadansoddwyd delweddau gan ddefnyddio meddalwedd ImageJ.

Dadansoddiadau ystadegol

Cyflwynir data fel y gwyriad safonol cymedrig ± (SD) o 3 arbrawf annibynnol. Cadarnhawyd bod data o bob grŵp yn dilyn dosbarthiad arferol gan ddefnyddio prawf Shapiro-Wilk. Dadansoddwyd y gwahaniaethau rhwng grwpiau gan ddefnyddio dadansoddiad un ffordd o amrywiant (ANOVA), ac yna prawf post hoc Tukey gan ddefnyddio meddalwedd Prism v. 8 (GraphPad Software, San Diego, UDA). Mae gwerth t< 0.05 indicated="" statistical="" significance.="" a post="" hoc="" power="" analysis="" was="" performed="" using="" g*power="" 3.1.9.7="" software="" (heinrich="" heine="" university,="" düsseldorf,="">

Canlyniadau

Mae Isoastilbin yn amddiffyn niwronau rhag anaf a achosir gan MCAO/R

Er mwyn archwilio a oedd niwronau a ddiogelir gan IAB yn destun I/R cerebral, dadansoddwyd crynodiad y dŵr yn yr ymennydd a chyfaint cnawdnychiant. Mewn anifeiliaid rheoli, nid oedd unrhyw gnawdnychiant ac roedd crynodiad y dŵr yn gymharol isel (Ffig. 1B,C; grŵp ffug). Ar ôl llawdriniaeth MCAO / R, gwelsom gynnydd sylweddol ym maint cnawdnychiant a chrynodiad dŵr (Ffig. 1 B, C). Mae cnawdnychiant ac oedema isgemig yn dangos bod ein hymagwedd wedi llwyddo i gynhyrchu'r model I/R mewn llygod mawr. Yn ddiddorol, pan wnaethom gymhwyso crynodiadau gwahanol o IAB (20 mg / kg, 40 mg / kg, ac 80 mg / kg) yn syth ar ôl anaf, gwelsom adferiad dos-ddibynnol o gnawdnychiant ac oedema ymennydd isgemig (Ffig. 1 B, C). Mae'r canlyniad hwn yn awgrymu bod IAB yn amddiffyn rhag niwed i'r ymennydd a achosir gan isgemia. Nesaf, rydym yn archwilio cellapoptosisdefnyddio'r assay mNSS. Fel y dangosir yn Ffig. 1D, nid oedd gan lygod mawr a weithredir â ffug unrhyw ddiffygion niwrolegol amlwg, tra bod llygod mawr MCAO/R yn dangos cynnydd sylweddol yn sgorau mNSS. Yn gyson â'r newidiadau morffolegol a ddangosir yn Ffig. 1 B a Ffig. 1 C, IAB triniaeth gostwng yn sylweddol y sgôr mNSS o MCAO / R llygod mawr ( Ffig. 1 D ). Gyda'i gilydd, mae'r canlyniadau hyn yn darparu tystiolaeth bod gan IAB swyddogaeth niwro-amddiffynnol mewn model cnofilod Vivo o anaf I/R yr ymennydd. O ystyried bod crynodiad IAB uwch yn cael effeithiau amddiffynnol gwell heb sgîl-effeithiau amlwg, gwnaethom ddefnyddio 80 mg / kg ar gyfer yr arbrofion canlynol.

Mae Isoastilbin yn lleihau straen ocsideiddiol mewn llygod mawr MCAO/R

Asesu dylanwad IAB arstraen ocsideiddiol, aseswyd lefelau GHS-PX, MDA, SOD, a CAT ar ôl triniaeth IAB. Oherwydd y cynnydd mewn straen ocsideiddiol, roedd gan lygod mawr a oedd yn destun MCAO/R lefelau uwch o MDA o gymharu â llygod mawr ffug. Gwanhawyd yr effaith hon gan driniaeth IAB (Ffig. 2A). At hynny, gostyngodd lefelau CAT, SOD, a GHS-PX mewn llygod mawr MCAO/R o gymharu â llygod mawr ffug (Ffig. 2B, D). Cododd triniaeth ag IAB lefelau CAT, SOD, a GHS-PX mewn llygod mawr MCAO/R (Ffig. 2B, D), gan awgrymu bod IAB yn amddiffyn rhag anaf I/R ymenyddol trwy wanhau straen ocsideiddiol.

Mae Isoastilbin yn atal apoptosis niwronaidd mewn llygod mawr MCAO/R

Nesaf, gwnaethom ddefnyddio assay TUNEL i asesu niwronaiddapoptosisar ôl anaf I/R yr ymennydd. Fel y dangosir yn Ffig. 3 A, bu cynnydd yn nifer y celloedd TUNEL-positif mewn llygod mawr MCAO / R, a gafodd ei leihau gan driniaeth IAB (Ffig. 3 A). Er mwyn archwilio mecanweithiau sylfaenol amddiffyn IAB, archwiliwyd mynegiant y proteinau apoptosis Bax a Bcl-2 gan ddefnyddio blot gorllewinol. Mewn llygod mawr a oedd yn destun MCAO/R, roedd mynegiant Bax (marciwr pro-apoptotig) wedi'i uwchreoleiddio, tra bod mynegiant Bcl-2 (marciwr gwrth-apoptotig) wedi'i isreoleiddio, o'i gymharu â'r grŵp ffug (Ffig. 3B, C). ). Fodd bynnag, ataliodd triniaeth IAB newidiadau a achoswyd gan MCAO/R (Ffig. 3B, C). Mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu bod IAB wedi atal apoptosis niwronaidd mewn llygod mawr MCAO/R.

Mae Isoastilbin yn dadreoleiddio mynegiant SIRT

Nesaf, ceisiwyd archwilio sut mae IAB yn amddiffyn niwronau rhagstraen ocsideiddiol. Canfuwyd bod y SIRT, sef deacetylase NAD plus-dibynnol sydd wedi'i leoli'n bennaf mewn mitocondria, yn gysylltiedig â goroesiad celloedd ac apoptosis, metaboledd celloedd, ac ymateb i straen. Gall y SIRT actifadu signalau a llwybrau mitocondriaidd i hyrwyddo amlhau mitocondria a chynhyrchu ATP. Mae hefyd yn cymryd rhan mewn llid, mewn ffordd y mae'r gostyngiad mewn SIRT yn arwain at gynnydd mewn ffactorau llid cronig, fel gweithgaredd NFκB a RelA/p65.18–20 Yn ddiddorol, mae sawl astudiaeth wedi canfod bod SIRT yn cael effaith amddiffynnol niwral ac yn gwanhau ocsideiddiol. straen yn pathoffisioleg anaf I/R yr ymennydd.21 Yma, fe wnaethom ymchwilio i fynegiant ymennydd SIRT1/3/6 mewn llygod mawr a oedd yn destun MCAO/R. Canfuom fod anaf MCAO / R wedi gostwng lefelau protein SIRT1/3/6, tra bod triniaeth IAB yn gwanhau'r effeithiau hyn (Ffig. 4A-D). Mae'r data hyn yn awgrymu y gallai IAB fod yn amddiffynnol mewn llygod mawr MCAO/R trwy ddadreoleiddio mynegiant SIRT1/3/6 i amddiffyn rhag straen ocsideiddiol.

Trafodaeth

Mae crynodiad ROS yn codi i uchafbwynt, a all o bosibl achosi apoptosis neu necrosis celloedd.25–28 Mae yna nifer o arwyddion sefydledig o straen ocsideiddiol. Er enghraifft, mae MDA, cyfansoddyn sytotocsig a gynhyrchir gan berocsidiad lipid,29 yn cael ei gynyddu mewn cardiomyocytes llygod mawr ar ôl difrod I/R.30 Mae'r ensymau gwrthocsidiol SOD, CAT, a GHS-PX yn chwarae rhan bwysig wrth chwilota uwchocsidau ac atal difrod ocsideiddiol.31, 32 At hynny, mae newidiadau yng ngweithgaredd yr ensymau hyn hefyd yn gysylltiedig â straen ocsideiddiol. Mae gwanhau straen ocsideiddiol yn ffordd bosibl o amddiffyn meinweoedd rhag anaf I/R.

Dangosodd astudiaeth ddiweddar y gallai effaith niwro-amddiffynnol IAB fod o ganlyniad i fodiwleiddio straen ocsideiddiol. Yn benodol, canfu'r astudiaeth fod IAB wedi atal cynhyrchu ROS ac wedi ysgogi SOD a GSH-PX i liniaru niwed ocsideiddiol mewn model AD llygoden.15 Fodd bynnag, os a sut mae IAB yn amddiffyn rhag anaf I/R yn yr ymennydd, nid yw'n hysbys eto. Yn yr astudiaeth bresennol, rydym wedi dangos bod IAB yn llwyddo i wanhau anaf I/R yr ymennydd trwy leihau cyfaint cnawdnychiant a diffygion niwrolegol ar ôl anaf MCAO/R. Er mwyn profi a yw effeithiau IAB yn ganlyniad i wanhau rhywogaethau ROS, fe wnaethom fesur sawl marcydd straen ocsideiddiol. Canfuwyd bod triniaeth Isoastilbin ar ôl MCAO / R yn gostwng lefelau MDA, ond yn cynyddu gweithgaredd CAT, SOD, a GSH-PX. Mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu mai trwy leihau straen ocsideiddiol y mae'r mecanwaith sylfaenol ar gyfer niwroamddiffyniad wedi'i gyfryngu gan IAB yn erbyn anaf I/R.

Yn wir, mae I/R cerebral yn gallu achosi apoptosis o niwronau.33,34 Digwyddodd actifadu proteinau pro-apoptotig (Bax a Bak) ac anactifadu cyfochrog o broteinau gwrth-apoptotig (fel Bcl-2) yn ystod yr ymennydd Anaf I/R. Mae'r ddau, Bcl-2 a Bax i'w cael yn rhan allanol y bilen mitocondriaidd ac yn cymryd rhan mewn modiwleiddio cell apoptosis.35–37 Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos bod gorfynegiant Bcl-2 yn blocio marwolaeth niwronaidd in vitro a yn vivo.38Erfani et al. Canfuwyd bod y gymhareb Bax/Bcl-2 wedi'i chynyddu yn ystod anaf I/R cerebral, gan gyfrannu at apoptosis niwronaidd.39 At hynny, canfuwyd dadreoleiddio Bax a Bcl-2 mewn ymennydd llygod a oedd yn destun MCAO/R. 40 Yn ogystal, canfuwyd bod IAB yn modiwleiddio lefelau mynegiant protein Bcl-2 a Bax i wella'r system rhydocs mewn llygod ag AD, gan ddangos rôl gwrth-apoptotig IAB yn y cyflwr hwn.15 Yn y presennol astudiaeth, dangosom fod gweinyddu IAB wedi lleihau apoptosis niwronaidd a achosir gan I/R mewn vivo trwy is-reoleiddio Bax a dadreoleiddio Bcl-2. Mae'r canfyddiadau hyn yn awgrymu bod gallu niwro-amddiffynnol IAB yn dibynnu ar ei weithgaredd gwrth-apoptotig mewn llygod mawr. Fodd bynnag, gall I/R hefyd arwain at necrosis, nad yw'n cael ei gyfryngu gan straen ocsideiddiol.25–28 Mae o ddiddordeb mawr archwilio a all IAB hefyd weithredu trwy atal necrosis i wanhau anaf I/R.

Er mwyn archwilio'r mecanwaith y mae IAB yn ei ddefnyddio i wanhau straen ocsideiddiol, fe wnaethom ganolbwyntio ar broteinau SIRT. Mae adroddiad blaenorol wedi canfod bod gorfynegiant o SIRT3 yn atal ymholltiad mitocondriaidd i amddiffyn rhag anaf I/R yr ymennydd. Ar ben hynny, gall SIRT6 amddiffyn yr ymennydd rhag niwed I/R trwy atal straen ocsideiddiol.2 Yma, rydym wedi darganfod bod SIRT1/3/ 6 wedi'i isreoleiddio'n sylweddol mewn llygod mawr MCAO/R, tra bod gweinyddiaeth IAB wedi cynyddu mynegiant SIRTl/3/6. Hyd eithaf ein gwybodaeth, yr astudiaeth hon yw'r gyntaf i ddangos y gall IAB gynyddu mynegiant protein SIRT1/3/6 i wanhau straen ocsideiddiol ac apoptosis niwronaidd a achosir gan anaf I/R cerebral.

Cyfyngiadau

Mae yna lawer o wahanol lwybrau amddiffynnol yn erbyn straen ocsideiddiol. Yma, gwnaethom ddangos bod mecanwaith signalau amddiffyn IAB trwy SIRT 1/3/6. Fodd bynnag, dylid egluro ymhellach fecanweithiau eraill yn erbyn straen ocsideiddiol neu anaf I/R yr ymennydd. Yn ystod anaf I / R, mae apoptosis a necrosis yn gysylltiedig; fodd bynnag, dim ond ar apoptosis y gwnaethom ganolbwyntio. Felly, bydd angen ymchwil pellach ar rôl IAB mewn necrosis i egluro swyddogaeth amddiffynnol IAB yn llawn yn ystod anaf I/R.

Casgliadau

Yma, gwnaethom ddangos y gall IAB liniaru straen ocsideiddiol ac apoptosis niwronau mewn llygod mawr sy'n destun I / R cerebral. At hynny, gallai straen gwrthocsidiol a swyddogaethau gwrth-apoptotig IAB godi trwy reoleiddio'r mynegiant SIRT1/3/6. Gyda'i gilydd, mae ein data'n awgrymu bod IAB yn driniaeth ymgeisydd ar gyfer anaf I/R yr ymennydd.

ORCID iDs Lifeng An  https://orcid.org/0000-0002-4835-1817 Dandan Zhu  https://orcid.org/0000-0001-9119-9956 Xin Zhang  https://orcid.org/0000-0002-9496-1691 Jingwen Huang  https://orcid.org/0000-0001-6449-5362 Guangbao Lu https://orcid.org/0000-0002-2465-8996

Lifeng An1,B,D, Dandan Zhu2,B, Xin Zhang2,C, Jinwen Huang1,C, Guangbao Lu1,A,F

1 Coleg Jiamusi, Prifysgol Meddygaeth Tsieineaidd Heilongjiang, Tsieina

2 Ysgol i Raddedigion, Prifysgol Meddygaeth Tsieineaidd Heilongjiang, Jiamusi, Tsieina

A – cysyniad a dyluniad ymchwil; B – casglu a/neu gydosod data; C – dadansoddi a dehongli data;

D – ysgrifennu'r erthygl; E – adolygiad beirniadol o'r erthygl; F – cymeradwyaeth derfynol i'r erthygl

Cyfeiriadau

1. Rossi DJ, Brady JD, Mohr C. Metabolaeth astrocyte a signalau yn ystod isgemia ymennydd. Nat Neurosci. 2007; 10(11):1377–1386. doi: 10.1038/ nn2004
2. Ribeiro PW, Cola PC, Gatto AR, et al. Y berthynas rhwng dysffagia, sgôr Graddfa Strôc y Sefydliadau Iechyd Cenedlaethol, a rhagfynegwyr niwmonia ar ôl strôc isgemig. J Strôc Cerebrovasc Dis. 2015; 24(9): 2088-2094. doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2015.05.009
3. Hu X, De Silva TM, Chen J, Faraci FM. Clefyd fasgwlaidd yr ymennydd ac anaf niwrofasgwlaidd mewn strôc isgemig. Circ Res. 2017; 120(3):449–471. doi:10.1161/circresaha.116.308427
4. Tabassum R, Vaibhav K, Shrivastava P, et al. Mae alcohol perillyl yn gwella canlyniadau swyddogaethol a histolegol yn erbyn anafiadau isgemia-atlifiad trwy wanhau straen ocsideiddiol a gormesiad COX-2, NOS-2, a NF-κB mewn llygod mawr rhydweli yr ymennydd canol. Eur J Ffarmacol. 2015; 747: 190-199. doi:10.1016/j.ejphar.2014.09.015
5. Woodruff TM, Thundyil J, Tang SC, Sobey CG, Taylor SM, Arumugam TV. Pathoffisioleg, triniaeth, a modelau anifeiliaid a chelloedd o strôc isgemig dynol. Neurodegener Mol. 2011; 6(1):11. doi:10.1186/1750- 1326-6-11
6. Gonzalez-Rodriguez PJ, Xiong F, Li Y, Zhou J, Zhang L. Mae hypocsia ffetws yn cynyddu bregusrwydd anaf i'r ymennydd hypocsig-isgemig mewn llygod mawr newyddenedigol: Rôl derbynyddion glucocorticoid. Neurobiol Dis. 2014; 65: 172-179. doi: 10.1016/j.nbd.2014.01.020
7. Rodrigo R, Fernández-Gajardo R, Gutiérrez R, et al. Straen ocsideiddiol a phathoffisioleg strôc isgemig: cyfleoedd therapiwtig newydd. Targedau Cyffuriau Anhwylder Niwrol y CNS.2013;12(5):698–714. doi: 10.2174/ 1871527311312050015
8. Zhang C, Ling CL, Pang L, et al. Cyflenwi cyffuriau macromoleciwlaidd yn uniongyrchol i ardal isgemia cerebral gan ddefnyddio nanoronynnau wedi'u cyfryngu gan neutrophil. Theranosteg. 2017; 7(13):3260–3275. doi:10.7150/thno.19979
9. Kahles T, Luedike P, Endres M, et al. Mae NADPH oxidase yn chwarae rhan ganolog mewn difrod rhwystr gwaed-ymennydd mewn strôc arbrofol. Strôc. 2007; 38(11):3000–3006. doi:10.1161/strokeaha.107.489765
10. Chen H, Cân YS, Chan PH. Mae atal NADPH oxidase yn niwro-amddiffynnol ar ôl isgemia-atlifiad. J Metab Llif Gwaed Cereb. 2009; 29(7): 1262-1272. doi:10.1038/jcbfm.2009.47
11. Kapoor M, Sharma N, Sandhir R, Nehru B. Effaith yr atalydd NADPH oxidase apocynin ar anaf hipocampws isgemia-atlifiad mewn ymennydd llygod mawr. Fferyllydd Biomed. 2018; 97:458–472. doi: 10.1016/j. bioffa.2017.10.123
12. Yu S, Wang C, Cheng Q, et al. Mae cydran weithredol o polypeptidau Achyranthes bidentata yn darparu niwroamddiffyniad trwy atal llwybr apoptotig sy'n ddibynnol ar mitocondriaidd mewn niwronau diwylliedig ac mewn modelau anifeiliaid o isgemia ymennydd. PLoS Un. 2014; 9(10): e109923. doi:10.1371/journal.pone.0109923
13. Geng HX, Li RP, Li YG, et al. 14,15-Mae EET yn atal apoptosis niwronaidd mewn isgemia-atlifiad trwy'r llwybr mitocondriaidd. Neurochem Res.2017;42(10):2841–2849. doi: 10.1007/s11064-017-2297-6
14. Du Q, Li L, Jerz G. Puro astilbin ac isoastilbin wrth dynnu rhisom smilax glabra trwy gromatograffaeth gwrth-gyfredol cyflym. J Chromatogr A. 2005; 1077(1):98–101. doi:10.1016/j.chroma. 2005.04.072
15. Yu H, Yuan B, Chu Q, Wang C, Bi H. Rolau amddiffynnol isoastilbin yn erbyn clefyd Alzheimer trwy Nrf2-gyfryngu gwrthocsidiad a gwrth-apoptosis. Int J Mol Med.2019;43(3):1406–1416. doi: 10.3892/ijmm. 2019.4058
16. Zhou X, Xu Q, Li JX, Chen T. Diwygio strwythurol o ddau glycosidau flavanonol o Smilax glabra. Med Planta. 2009; 75(6):654–655. doi: 10. 1055/s-0029-1185360
17. Morimoto J, Yasuhara T, Kameda M, et al. Mae ysgogiad trydanol yn gwella gallu mudol celloedd stromal mêr esgyrn wedi'u trawsblannu mewn model strôc isgemig cnofilod. Biocemeg Cell Ffisiol. 2018; 46(1):57–68. doi: 10.1159/000488409
18. Torrens-Mas M, Pons DG, Sastre-Serra J, Oliver J, Roca P. Mae tawelu SIRT3 yn sensiteiddio celloedd canser y fron i driniaethau sytotocsig trwy gynyddiad mewn cynhyrchiad ROS. J Biocemeg Cell. 2017; 118(2):397–406. doi: 10.1002/jcb.25653
19. Nassir F, Arndt JJ, Johnson SA, Ibdah JA. Mae rheoleiddio protein teirweithredol mitocondriaidd yn modiwleiddio clefyd yr afu brasterog di-alcohol mewn llygod. J Lipid Res. 2018; 59(6):967–973. doi:10.1194/jlr.M080952
20. Torrens-Mas M, Hernández-López R, Oliver J, Roca P, Sastre-Serra J. Sirtuin 3 distewi yn gwella effeithiolrwydd oxaliplatin trwy asetyla tion o MnSOD mewn canser y colon. J Cell Physiol. 2018; 233(8):6067–6076. doi: 10.1002/jcp.26443
21. Hernández-Jiménez M, Hurtado O, Cuartero MI, et al. Mae rheolydd gwybodaeth ddistaw 1 yn amddiffyn yr ymennydd rhag niwed isgemia cerebral. Strôc. 2013; 44(8): 2333-2337. doi:10.1161/strokeaha.113.001715
22. Chen GY, Nuñez G. Llid di-haint: synhwyro ac ymateb i niwed. Nat Parch Immunol. 2010; 10(12):826–837. doi: 10.1038/nri2873
23. Eltzschig HK, Eckle T. Isgemia ac atgyfnerthiad: O fecanwaith i gyfieithu. Nat Med. 2011; 17(11): 1391–1401. doi:10.1038/nm.2507
24. Dziedzic T. Llid systemig fel targed therapiwtig ar gyfer strôc isgemig acíwt. Arbenigwr Parch Neurother.2015;15(5):523–531. doi:10.1586/ 14737175.2015.1035712
25. Yemisci M, Gursoy-Ozdemir Y, Vural A, Can A, Topalkara K, Dalkara T. Mae crebachiad pericyte a achosir gan straen ocsideiddiol-nitrative yn amharu ar adlif capilarïau er gwaethaf agor rhydweli ymennydd achludedig yn llwyddiannus. Nat Med. 2009; 15(9): 1031-1037. doi: 10.1038/nm.2022
26. Chen H, Yoshioka H, ​​Kim GS, et al. Straen ocsideiddiol mewn niwed i'r ymennydd isgemig: Mecanweithiau marwolaeth celloedd a thargedau moleciwlaidd posibl ar gyfer niwro-amddiffyniad. Arwydd rhydocs gwrthocsid. 2011; 14(8): 1505-1517. doi:10.1089/ars.2010.3576
27. Olmez I, Ozyurt H. Rhywogaethau ocsigen adweithiol a chlefyd serebro-fasgwlaidd isgemig. Neurochem Int. 2012; 60(2): 208–212. doi: 10.1016/j. neuint.2011.11.009
28. Guo J, Cheng C, Chen CS, et al. Mae gorfynegiant Ffibwlin-5 yn gwanhau anaf isgemia/atlifiad ar ôl cuddio rhydweli ymennydd canol mewn llygod mawr. Mol Neurobiol. 2016; 53(5):3154–3167. doi: 10.1007/s12035- 015-9222-2
29. Qiang M, Xu Y, Lu Y, et al. Awtofflworoleuedd proteinau a addaswyd gan MDA fel archwiliwr in vitro ac in vivo mewn dadansoddiad straen ocsideiddiol. Cell Protein. 2014; 5(6):484–487. doi: 10.1007/s13238-014-0052-1
30. Hou S, Zhao MM, Shen PP, et al. Effaith niwro-amddiffynnol asidau salvianolig yn erbyn isgemia cerebral / anaf atdlifiad. Int J Mol Sci. 2016;17(7). doi: 10.3390/ijms17071190
31. Adibhatla RM, Hatcher JF. Ocsidiad lipid a perocsidiad mewn iechyd a chlefydau CNS: O fecanweithiau moleciwlaidd i gyfleoedd therapiwtig. Arwydd rhydocs gwrthocsid. 2010; 12(1):125–169. doi:10.1089/ ars.2009.2668
32. Staroń A, Mąkosa G, Koter-Michalak M. Straen ocsideiddiol mewn erythrocytes gan gleifion ag arthritis gwynegol. Rheumatol Int. 2012; 32(2):331–334. doi: 10.1007/s00296-010-1611-2
33. Aşcı S, Demirci S, Aşcı H, Doğuç DK, Onaran İ. Effeithiau niwro-amddiffynnol pregabalin ar isgemia cerebral ac atlifiad. Balcan Med J. 2016;33(2):221–227. doi: 10.5152/balkanmedj.2015.15742
34. Tao T, Li CL, Yang WC, et al. Effeithiau amddiffynnol propofol yn erbyn isgemia cerebral cyfan / anaf atdlifiad mewn llygod mawr trwy atal y llwybr ffactor sy'n achosi apoptosis. Ymennydd Res.2016;1644: 9–14. doi:10.1016/j.brainres.2016.05.006
35. Martinou JC, Youle RJ. Mitocondria mewn apoptosis: Bcl-2 aelodau o'r teulu a dynameg mitocondriaidd. Cell Dev. 2011; 21(1):92–101. doi: 10.1016/j.devcel.2011.06.017
36. Ganed C, Andrews DW. Y mandwll apoptotig ar mitocondria: Ydyn ni'n torri trwodd neu'n dal yn sownd? Marwolaeth Cell yn Wahanol. 2014; 21(2): 187–191. doi:10.1038/cdd.2013.169
37. Siddiqui WA, Ahad A, Ahsan H. Dirgelwch teulu BCL2: Bcl-2 proteinau ac apoptosis. Diweddariad. Arch Tocsicol. 2015; 89(3): 289–317. doi: 10.1007/s00204-014-1448-7
38. Maes ME, Schlamp CL, Nickells RW. BAX i'r pethau sylfaenol: Sut mae teulu genynnau BCL2 yn rheoli marwolaeth celloedd ganglion retina. Prog Retin Llygad Res. 2017; 57:1–25. doi:10.1016/j.preteyeres.2017.01.002
39. Erfani S, Khaksari M, Oryan S, Shaamsaei N, Aboutaleb N, Nikbakht F. Mae Nampt/PBEF/visfatin yn cael effeithiau niwro-amddiffynnol yn erbyn anafiadau isgemia/atlifiad trwy fodiwleiddio cymhareb Bax/Bcl-2 ac atal caspase-2 {2}} actifadu. J Mol Neurosci. 2015; 56(1):237–243. doi: 10.1007/s12031-014-0486-1

40. Chen L, Cao J, Cao D, et al.Protective effaith dexmedetomidine

yn erbyn hyperglycemia diabetig - isgemia cerebral gwaethygu / anaf atlifiad: Astudiaeth in vivo ac in vitro, Life Sdi, 2019: 235: 116553.doi; 10.1016/ilfs.2019116553

41. Zhao H, Luo Y, Chen L, et al. Mae Sirt3 yn atal anafiadau isgemia-atlifiad yr ymennydd trwy normaleiddio llwybr Wnt/ -catenin a rhwystro ymholltiad mitocondriaidd. Hebryngwyr Straen Cell. 2018; 23(5): 1079–1092. doi:10.1007/s12192-018-0917-y

42. Zhang W, Wei R, Zhang L, Tan Y, Qian C. Sirtuin 6 yn amddiffyn yr ymennydd rhag isgemia cerebral / anaf atdlifiad trwy actifadu NRF2. Niwrowyddoniaeth.2017;366:95–104. doi:10.1016/j.niwrowyddoniaeth.2017.09.035