Część 2: Geraniol łagodzi uszkodzenia nerek za pośrednictwem doksorubicyny poprzez zmianę statusu przeciwutleniającego, stan zapalny i apoptozę: potencjalne role NF-kB i Nrf2/Ho-1

Po więcej informacji. kontakttina.xiang@wecistanche.com

3. Wyniki

3.1. Geraniol chroni nerki przed urazami spowodowanymi przez doksorubicynę

W badaniu tym zbadano poziomy kreatyniny, albuminy i BUN we krwi, aby ustalić, czy podanie Doxu spowodowało uszkodzenie nerek. Zgodnie z oczekiwaniami, leczenie Dox spowodowało znaczny wzrost BUN i kreatyniny, wraz ze znacznym zmniejszeniem albuminy (ryc. 1A-C). Geraniol, przed leczeniem, złagodził obserwowane nieprawidłowości w poziomach kreatyniny, albuminy i BUN, co wskazuje, że może chronić przed uszkodzeniem nerek za pośrednictwem Dox.

Kliknij tutaj, aby uzyskać korzyści z ekstraktu z Cistanche tubulosa

3.2. Geraniol chroni przed stresem oksydacyjnym, w którym pośredniczy doksorubicyna

Aby sprawdzić, czy suplementacja geraniolu może zmniejszyć stres oksydacyjny związany z Dox i poprawić zdolność antyoksydacyjną, obliczyliśmy ilość MDA i GSH, aktywność CAT oraz ekspresję genów i białek Nrf-2, Ho{{2} }, SOD-2 i GPx-1 w tkance nerek. W porównaniu z grupą kontrolną, pojedyncze wstrzyknięcie Dox (20 mg/kg) spowodowało znaczny wzrost MDA wraz ze znacznym zmniejszeniem zawartości GSH i aktywności CAT (Figura 2A-C). Znacząco zmniejszyła również ekspresję genów i białek Nrf-2, Ho-1, GPx-1 i SOD-2(Rysunek 3A-G). Jednak profilaktyczna suplementacja geraniolem zasadniczo przywróciła modyfikacje tych parametrów w sposób zależny od dawki. Te odkrycia ujawniają potencjalne działanie przeciwutleniające geraniolu.

<005;**,p><><000l; ns,p="">005 lub nieistotne. Gr100 i Gr200 wskazują odpowiednio 100 i 200 mg geraniolu na kilogram masy ciała." alt="Rysunek 2.(AC)Wpływ geraniolu(Gr), doksorubiny (Dox) lub ich kombinacji (Dox plus Gr100 i Dox plus Gr200) na wskaźniki stresu oksydacyjnego nerek. Dane przedstawiono jako średnią plus SD(n=5). ",p<005;**,p><><000l; ns,p="">005 or non-sigrificant. Gr100 and Gr200 indicate 100 and 200 mg of geraniol per kilogram of body weight, respectively." width="455" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 455px; height: 320px;"/>

3.3.Geraniol chroni przed zapaleniem nerek za pośrednictwem doksorubicyny

Działanie przeciwzapalne Geraniolu zostało wykazane gdzie indziej. Aby dodatkowo potwierdzić potencjalne działanie przeciwzapalne geraniolu w kontekście leczenia Dox, użyliśmy Western blot do oceny ekspresji białek ważnych w regulacji stanu zapalnego (NfkB-p65, TNF-a i IL-6). Wyniki pokazały, że zmiany ekspresji wywołane przez Dox zostały przywrócone u szczurów leczonych geraniolem (ryc. 4A-D) i wskazują, że geraniol maprzeciwzapalnyefekty.

3.4. Geraniol chroni przed apoptozą za pośrednictwem doksorubicyny

Aby zbadać, czy geraniol hamuje apoptozę indukowaną przez Dox, zmierzyliśmy ekspresję proapoptotycznych i antyapoptotycznych markerów białkowych. W porównaniu z grupą kontrolną, pojedyncza dawka Dox doprowadziła do znacznego wzrostu ekspresji w tkankach nerkowych białek proapoptotycznych (Bax i rozszczepiona kaspaza-3) oraz znacznego spadku poziomów antyapoptotycznych białko Bcl-2(Figura 5A-D). Tymczasem suplementacja geraniolem naprawiła te nieprawidłowości. Odkrycia te sugerują, że wstępne leczenie geraniolem zmniejsza apoptozę zależną od Dox w nerkach szczura.

3.5. Geraniol chroni przed zmianami w architekturze nerek za pośrednictwem doksorubicyny

Na koniec, aby jeszcze bardziej potwierdzić nasze wyniki, zbadaliśmy histopatologię tkanki nerkowej. Szczury w grupie kontrolnej miały normalne kanaliki i kłębuszki (Figura 6A), podczas gdy te, którym podawano Dox wykazywały przekrwienie kłębuszków i zniszczenie kanalików (Figura 6B). Odkryliśmy, że suplementacja geraniolem przywraca uszkodzenia pośredniczone przez Dox w sposób zależny od dawki (ryc. 6C, D).

4. Dyskusja

Leki chemioterapeutyczne są często stosowane w leczeniu różnych rodzajów raka; jednak leki te często niszczą również fizjologiczną homeostazę w wielu narządach i mogą prowadzić do fizjologicznych działań niepożądanych w komórkach nienowotworowych, głównie ze względu na powstawanie wolnych rodników i toksyczność stresu oksydacyjnego42]. Celem tego badania było ustalenie, czy geraniol może chronić szczury Wistar przed uszkodzeniem nerek za pośrednictwem Dox. W związku z tym zbadaliśmy, w którym pośredniczy Doxzapalenie, apoptoza, orazstres oksydacyjnyi oceniono, czy geraniol może działać jako środek zapobiegawczy.

Albumina, kreatynina i azot mocznikowy we krwi (BUN) są wiarygodnymi wskaźnikamiuszkodzenie nerek[11]. Normalna tkanka nerkowa nie pozwala albuminie wypłynąć z krwiobiegu do moczu, jednocześnie filtrując kreatyninę i BUN z krwiobiegu do moczu. Jednak w przypadku dysfunkcji nerek procesy te są zaburzone: albumina jest wydalana z moczem, co skutkuje obniżonym stężeniem w surowicy, a kreatynina i BUN nie są prawidłowo filtrowane, co skutkuje podwyższonymi wartościami w surowicy [11]. W obecnej pracy leczenie Dox spowodowało wzrost poziomu kreatyniny w surowicy i BUN wraz ze znacznym spadkiem albuminy. Wyniki są zgodne z opublikowanymi raportami [11. Znaleźliśmy również profilaktyczną suplementację geraniolem w celu złagodzenia tych zmian, co sugeruje, że geraniol może zapobiegać uszkodzeniom nerek powodowanym przez Dox.

Peroksydacja lipidów jest cechą charakterystyczną stresu oksydacyjnego, a wiele badań wykazało, że podawanie Doxu prowadzi do zwiększenia poziomu aldehydu malonowego (MDA), produktu peroksydacji lipidów [7,43]. Potwierdziliśmy, że Dox spowodował znaczny wzrost poziomu MDA w tkance nerkowej, a ponadto, że wstępna suplementacja geraniolem znacząco i zależnie od dawki zmniejszyła ten efekt. Podobnie Younis i współpracownicy wykazali, że geraniol znacznie obniża poziom MDA wuszkodzenie nerek. Wyniki te sugerują, że geraniol może być skuteczny w leczeniu uszkodzeń nerek, w których pośredniczy Dox, ze względu na silne hamowanie peroksydacji lipidów.

Żywe organizmy wykorzystują różne enzymatyczne i nieenzymatyczne przeciwutleniacze do usuwania wolnych rodników, oferując w ten sposób skuteczną obronę przed ROS. Niezbędne środki przeciwutleniające obejmują nieenzymatyczny przeciwutleniacz GSH i jego utlenione analogi; GSH oddziałuje bezpośrednio z wolnymi rodnikami poprzez grupę its-SH. W obecnym badaniu pojedyncze wstrzyknięcie Dox wyraźnie zmniejszyło rezerwuar GSH, a wstępne traktowanie geraniolem było w stanie odwrócić ten efekt. Odkrycia te są poparte wcześniej opublikowanymi badaniami.

Produkcja ROS w komórkach jest również powiązana z wyczerpywaniem się enzymów antyoksydacyjnych. W szczególności enzymy CAT i reduktaza glutationowa (GR) przyspieszają konwersję H2O2 i innych ROS do H2O2 i O, podczas gdy SOD pomaga w konwersji wolnych rodników anionu ponadtlenkowego do H2O2, które są następnie usuwane przez CAT lub GPx [45]. Odkryliśmy, że ekspresja wszystkich badanych enzymów antyoksydacyjnych, a mianowicie SOD, CAT i GPx-1, była statystycznie zmniejszona w grupie Dox w porównaniu z grupą kontrolną. Jednak wstępne podanie geraniolu uratowało wywołane przez Dox obniżenie poziomów SOD, GPx-1 i CAT, prawdopodobnie poprzez zmiatanie ROS dzięki własnej zdolności przeciwutleniającej.

Ze szlakiem Nrf2 powiązano różne enzymy chroniące komórki przed szkodliwym stresem oksydacyjnym, a stymulacja szlaku Nrf2/Ho-1 znacznie poprawiafunkcja nerki[21,48,49]. Aby mechanicznie potwierdzić ochronne działanie geraniolu, zbadaliśmy poziomy Nrf2 i Ho-1 w odniesieniu do podawania Dox. Odkryliśmy, że poziomy tych białek są znacznie niższe w grupie Dox niż w grupie kontrolnej, zgodnie z wcześniejszymi badaniami. Tymczasem suplementacja geraniolem zapobiegała uszkodzeniom nerek związanym z Dox poprzez zwiększenie ekspresji mRNA i białek elementów szlaku sygnałowego Nrf2/Ho-1, co jest zgodne z ustaleniami Younisa i in.

Ostatecznie stan zapalny jest jedną z najbardziej prawdopodobnych przyczyn uszkodzenia nerek, w którym pośredniczy Dox. Wiadomo, że indukcja szlaku jądrowego czynnika kappa B(NF-kB) odgrywa bardzo ważną rolę w patofizjologii zapalenia nerek zależnego od Dox [50], przy czym NF-kB jest czynnikiem transkrypcyjnym regulującym ekspresję kilku genów powiązanych z zapaleniem [51], takimi jak kodujące TNF- , IL-1 i IL-6 [52,53]. Tutaj stwierdzono, że zwierzęta leczone Dox wykazywały podwyższone poziomy TNF-, IL-6 i NfkB-p65 [54], podczas gdy wstępna suplementacja geraniolem zmniejszała te mediatory zapalne w sposób zależny od dawki. Dane te sugerują, że działanie przeciwzapalne geraniolu może być spowodowane hamującym działaniem szlaku NF-kB.

Innym ważnym graczem w etiologii nefrotoksyczności zależnej od Dox jest apoptoza, regulowana równowagą białek proapoptotycznych i antyapoptotycznych. Kaspaza-3 i Bax to białka proapoptotyczne, które zwiększają porowatość błony mitochondrialnej i umożliwiają wyciekanie cytochromu c z szczeliny międzybłonowej, wywołując apoptozę poprzez wewnętrzną ścieżkę apoptozy. W przeciwieństwie do tego, Bcl-2 jest białkiem antyapoptotycznym zlokalizowanym w zewnętrznej błonie mitochondrialnej, które pomaga utrzymać strukturę mitochondrialną i hamuje wyciek cytochromu C do cytoplazmy, zapobiegając apoptozie. Stosunek Bax i Bcl-2 wpływa zatem na przeżycie komórek [11,24-26,55]. W obecnej pracy leczenie Dox spowodowało znaczny wzrost rozszczepionej kaspazy-3 i Bax obok dramatyczne zmniejszenie ekspresji Bcl-2, wzorzec opisany w opublikowanej literaturze [11]. Wstępna suplementacja geraniolem znacząco złagodziła tę związaną z Dox zmianę w równowadze białek apoptotycznych.

Na koniec przeprowadziliśmy badanie histopatologiczne, aby sprawdzić, czy podawanie Doxu powoduje uszkodzenie nerek. Badanie to potwierdziło, że podawanie Doxu prowadzi do przekrwienia naczyń nerkowych, zapalenia śródmiąższowego z udziałem limfocytów i krwotoku między kanalikami. Tymczasem presuplementacja geraniolem wyraźnie złagodziła uszkodzenia tkanek spowodowane przez Dox.

Podsumowując, dane uzyskane z niniejszego badania pokazują po raz pierwszy korzystny wpływ geraniolu na toksyczność nerek, w której pośredniczy Dox, prawdopodobnie realizowany przez obniżenie stresu oksydacyjnego, stanu zapalnego i apoptotycznego uszkodzenia tkanki poprzez modulację NF-kB , ścieżki Bax/Bcl-2 i Nrf2/Ho-1. Jednak dokładny mechanizm ochronny geraniolu musi zostać wyjaśniony; potrzebne są dalsze badania w celu ustalenia szczegółów jego działania.