Quercetin dæmper hjerneoxidative ændringer induceret af jernoxidnanopartikler hos rotter

Kontakt:tina.xiang@wecistanche.comfor flere detaljer

Abstrakt: Behandling med jernoxidnanopartikler (IONP) har forskellige sundhedsmæssige fordele, men høje doser eller langvarig behandling kan forårsage oxidative cellulære skader, især i hjernen. Derfor gennemførte vi den aktuelle undersøgelse for at undersøge den beskyttende rolle afquercetintilskud mod de oxidative ændringer induceret i hjernen hos rotter på grund af IONP'er. Fyrre voksne hanalbinorotter blev inddelt i lige fem grupper; kontrollen modtog en normal basal diæt, IONP-gruppen blev intraperitonealt injiceret med IONP'er på 50 mg/kg kropsvægt (BW), og quercetin-behandlede grupper havde IONP'er plus Q25, IONP'er plus Q50 og IONP'er plus Q100, der blev oralt erstattet med quercetin ved doser på henholdsvis 25, 50 og 100 mg quercetin/kg BW dagligt administreret med den samme dosis IONP'er i 30 dage. IONP'er inducerede signifikante stigninger i malondialdehyd (MDA) og reducerede signifikant reduceret glutathion (GSH) og oxideret glutathion (GSSG). Som følge heraf inducerede IONP'er signifikant alvorlige hjernevævsskader på grund af jernaflejringen, der førte til oxidative ændringer med signifikante stigninger i hjernekreatinfosfokinase (CPK) og acetylcholinesterase (AChE). Ydermere inducerede IONP'er signifikante reduktioner i hjernen epinephrin, serotonin og melatonin med nedregulering af peroxisomproliferator-aktiveret receptor-gamma coactivator 1-alfa (PGC-1a) og mitokondriel transkriptionsfaktor A (mtTFA)mRNA udtryk. IONP'er inducerede apoptose i hjernen overvåget af stigninger i caspase 3 og fald i B-celle lymfom 2(Bcl2) ekspressionsniveauer. Quercetin-tilskud besejrede især hjernenoxidative skaderpå en dosisafhængig måde. Derfor anbefales quercetintilskud under IONP'er stærkt for at opnå fordelene ved IONP'er med færre sundhedsrisici.

Nøgleord: jernoxid nanopartikler; oxidativt stress; quercetin; antioxidant

1. Introduktion

Jernoxidnanopartikler (IONP'er) bruges til lægemiddelmålretning, genlevering, cellemærkning, et kontrastmiddel i magnetisk resonansbilleddannelse og hypertermiterapi[1]. Det bruges også som fødevaretilsætningsstof i jernberigede drikkevarer og kornprodukter til konsum [2]udover adskillige industrielle anvendelser til spildevandsbehandling, gassensing og halvleders sorbenter smøring, pigmenter og belægninger [3]. Imidlertid inducerer den forskelligartede brug af IONP'er jernoverbelastning og den efterfølgende initiering af oxidativ stress i forskellige organer[4]. Indtagelse, indånding og dermal penetration er hovedvejene for indtrængen af ​​IONP'er[5]. I blodbanen er IONP'er bundet til plasmaproteiner og fordelt i forskellige kroppe

organer inklusive lever, milt, nyre, lunge og hjerte, og trænger ind i blod-hjerne-barrieren (BBB), hvilket inducerer oxidative skader [6,7]. Jern frigivet fra IONP'er, der forårsager generering af reaktive oxygenarter (ROS) fører til alvorlige oxidative ændringer i lipider, proteiner og DNA [8,9].

Quercetin(3,3',4',5,7-pentahydroxyflavon) er enflavonoidfindes i frugter (æbler, bær, kirsebær og røde druer) og grøntsager (løg og broccoli) foruden mange frø, boghvede, nødder, blomster, bark, grøn te og olivenolie[10]. Quercetin har rigelige værdifulde virkninger, der omfatter anti-inflammatoriske, antioxidant, anti-mutagene, antiiskæmiske, antivirale og anti-aldringseffekter [11-17]. Quercetin er lipofilt og kan trænge igennem blod-hjerne-barrieren (BBB)[18]. Derudover udviser quercetin en potentiel antioxidantrolle ved at forbedre reduceret glutathion (GSH) og opreguleringen af ​​kobber-zinksuperoxiddismutase (SOD1)[17]. Quercetin kan chelatere jern, hæmme Fentons reaktion og hæmme ROS-generering [19]. Følgelig er quercetin et potentielt terapeutisk middel til flere neurodegenerative sygdomme og neuronale skader [20]. Detantioxidantquercetins potentiale opfordrede os til at udføre denne undersøgelse for at undersøge det beskyttende potentiale af quercetin mod de oxidative ændringer induceret af IONP'er på hjernevæv.

Klik for at lære mere om produkter

2. Resultater

2.1.Størrelse og afgift af IONP'er

Et SEM-billede af IONP'er, som vist i figur 1, afslørede en sfærisk form med en gennemsnitlig størrelse på 16.34-22.88 nm, mens den havde en positiv zeta-potentialeværdi plus 22,8 mV (figur 2).

2.2. Hjerneoxidativ stress og antioxidantstatus

Niveauerne af lipidperoxidationsproduktet malondialdehyd (MDA) var signifikant øget i IONPs-gruppen (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-niveauerne i hjernehomogenat var signifikant faldet i IONP'er (s<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="">

Niveauerne af oxideret glutathion (GSSG) var signifikant øget i IONP'er (s<0.001), ionps+q25=""><0.001),><0.001) and=""><0.05) compared="" with="" the="" control="" group="" (figure="">

Baseret på data fra GSH og GSSG blev GSH/GSSG-forholdsværdierne signifikant reduceret i IONP'er (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. Brain Creatine Phosphokinase (CPK) og Acetylcholinesterase (AChE) aktiviteter

CPK-aktiviteter var signifikant øget i IONP'er (s<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>

I figur 4B blev AChE-aktiviteter signifikant øget i IONP'er (s<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. Hjerne-epinephrin, serotonin og melatoninhormoner

Epinephrinniveauer i hjernehomogenater var signifikant faldet i IONP'er (s<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="" +="">

Som det kan ses i figur 4D, var serotoninniveauerne signifikant faldet i IONP'er (p<><0.001),><0.01) and=""><0.05)compared with="" the="" control="" group.="" in="" ionps+="" q100,="" the="" levels="" significantly="" increased=""><0.05) than="" ionps="" +="">

Melatoninniveauer i hjernehomogenater var signifikant faldet i IONP'er (s<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. Hjerne PGC-1a og mtTFA mRNA-ekspression

Peroxisomproliferatoraktiveret receptor-gamma-koaktivator 1-alfa(PGC-1a) mRNA-ekspressionsfoldændringer blev signifikant reduceret i IONP'er(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="">

I IONPs(s<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. Hæmatoxylin (H) og Eosin(E) farvning Vurdering af hjernesektioner

Histologiske evalueringer af hjernevæv afslørede, at kontrolgruppen udviste en normal histologisk struktur af cerebellum-lagene (figur 6A). I ​​IONP-gruppen viste cerebellum en alvorlig udtømning af Purkinje-cellelaget (figur 6B), mens denne udtømning af Purkinje-cellen lag på grund af IONP'er blev lindret i grupperne IONP'er plus Q25 (figur 6C), IONP'er plus Q50 (figur 6D) og IONP'er plus Q100 (figur 6E) på en dosisafhængig måde.

Rotter i kontrolgruppen viste en normal histologisk struktur af meninges og cerebrum cortex (skema 1A), mens hjernehinderne hos rotter behandlet med IONP'er viste overbelastning af submeningeale blodkar (skema 1B). rotterne viste satellitose, neuronofagi (skema 1C), gliose (skema 1D) og spongiose (skema 1E) foruden overbelastning af plexus choroid (skema 1F).

Som det kan ses i Scheme iF, viste hjernen hos rotter i IONPs plus Q25-gruppen spongiose (korte pile) og overbelastning af de submeningeale blodkar. Desuden viste cerebrum hos rotter i IONP'er plus Q50-gruppen mild spongiose og blodkarkongestion (skema 1H). Hjernen hos rotter i IONP'er plus Q100-gruppen viste en relativt normal histologisk struktur af meninges og cerebrum cortex (skema 1I).

2.7. Preussisk blåfarvning Vurdering af hjernesektioner

Hjernesektioner af kontrolgruppen viste negativ preussisk blå farvning (figur 7A). I IONPs-gruppen blev preussiske blå farvningspletter genkendt i hjernesektioner (figur 7B). Tværtimod blev intensiteten af ​​de preussiske blå farvningspletter i sektionerne af IONPs-gruppen svækket af quercetin i IONPs plus Q25(Figur 7C), IONPs plus Q50(Figur 7D) og IONPs plus Q100 (Figur 7E) grupperne i en dosisafhængig måde.

2.8. Caspase 3 og Bcl2 proteinniveauer i hjernesektioner

Kontrolgruppen viste en negativ ekspression af caspase 3-proteinniveauer (figur 8A), mens de var stærkt udtrykt i IONP'er (figur 8B).Quercetin-behandletgrupper (figur 8C-E) viste en lav ekspression af caspase 3 sammenlignet med IONP'er. Tværtimod blev Bcl2 signifikant udtrykt i IONP'er plus Q25 (Figur 9C), IONP'er plus Q50 (Figur 9D) og IONP'er plus Q100 (Figur 9E) sammenlignet med IONP'er (Figur 9B) og kontrolgruppen (Figur 9A).

3. Diskussion

Eksponering for IONP'er førte til jern og dets aflejring i blødt væv, især i hjernen [21]. I den nuværende undersøgelse genkendte vi jernaflejring i hjernen, der er dokumenteret af preussisk blåfarvning og morfologiændringer overvåget af H- og E-farvningsvurderingen. Dhakshinamoorthy et al. [22] viste, at jernindholdet var signifikant forøget i hjernevæv fra IONP-behandlede grupper sammenlignet med kontrollen. Dette blev vurderet ved preussisk blå farvning af hjerneregionerne og påvist af blå pletter i frontal cortex, hippocampus og cerebellum. El-Sayed et al. [23] angav også signifikante stigninger i jernniveauer i hjernevæv på grund af IONP-administration hos rotter.

IONP'er kunne have større evne til at penetrere BBB og inducere hjernecelleskader end andre organceller [24,25]. En anden forklaring kan være, at øgede jernniveauer

i hjernen på grund af bindingen af ​​jern til transferrin udløser opreguleringen af ​​jernreceptorer i hjernen og transporterer følgelig jern over BBB [26].

Frie feioner reagerer med H2O2 for at generere ROS i Fenton-reaktionsprocessen [27]. Den forhøjede ROS øgede permeabiliteten af ​​den ydre mitokondrielle membran, lipidperoxidationen, proteinskaden og DNA-kæden brød [28]. Detoxidativt stressaf ROS førte til stigninger i hjerneniveauerne af lipidperoxidationsproduktet, MDA, som angivet i det aktuelle studie i IONP-behandlede rotter. Tilsvarende rapporterede Dhakshinamoorthy et al, [22] signifikante stigninger i MDA-niveauer i hjernevæv fra IONP-behandlede mus. Reddy et al.[26] anførte også, at MDA-niveauerne var signifikant øget i hjernevæv i en høj dosis, men en ikke-signifikant stigning i en lav dosis hos IONP-behandlede rotter. Gaharwar og Paulraj [5] afslørede, at MDA-niveauer var signifikant forhøjede i IONP-behandlede rotter. På samme måde inducerede IONP'er den oxidative skade af kardiomyocytter overvåget af en høj MDA-produktion og formindskede GSH-koncentrationer [29].

Forfattere i flere undersøgelser har undersøgt den beskyttende virkning af naturlige produkter eller deres ekstrakter mod bivirkninger forbundet med IONP'er, herunder Echinacea purpurea [30] og Antlriscus sulvestris [31] ekstrakter. I den aktuelle undersøgelse undersøgte vi quercetins beskyttende rolle mod toksiciteten af ​​IONP'er i rotters hjerner. Quercetintilskud til IONP-behandlede rotter reducerede MDA-niveauerne i hjernevæv, og vores resultater var i overensstemmelse med dem opnået af Dong et al. [32] som udtalte, at quercetin reducerede lipidperoxidation ved at sænke MDA-niveauerne i hjernevæv hos rotter. Dette kan forklares med quercetins evne til at reducere ROS, og derfor hæmmer lipidperoxidation og forhindrer dannelsen af ​​MDA [33]. Dette blev tilskrevet catecholgruppen (B-ring) og OH-gruppen i position 3 i A- og C-ringen, som har optimal fri-radikalopfangning [17].

GSH er en væsentlig del af det cellulære antioxidantforsvar, der reagerer direkte med ROS og andre reaktive arter [34]. I denne undersøgelse var hjernens GSH-niveauer signifikant faldet i IONP-behandlede rotter, men GSSG-niveauerne var signifikant øget. Reddy et al.[26] udtalte udtømningen af ​​GSH-niveauer i hjernevæv hos IONP-behandlede rotter og foreslog, at det kunne skyldes øget udnyttelse af GSH i konjugationsreaktioner som en del af en afgiftningsmekanisme, derfor reducerede GSH og oxiderede GSSG steget. Samtidig administration af IONP-behandlede rotter med quercetin genoprettede dette ved at øge GSH og falde GSSG-niveauer i hjernevæv. Disse resultater var i harmoni med Singh et al. [35] som rapporterede stigningen i GSH-niveauer i hjernevæv, hvilket indikerer quercetins antioxidantpotentiale. Dong et al. [32] afslørede også, at quercetin ændrede den nukleare faktor erythroid 2-relaterede faktor 2(Nrf2) genekspression. Nrf2 stimulerede derfor produktionen af ​​antioxidantenzym i hjernevæv.

I denne undersøgelse var CPK signifikant forøget i hjernevævet hos IONP-behandlede rotter. I cellulær energibuffring og energitransmission spiller CPK/phosphocreatin en stor rolle, især i celler med høje og fluktuerende energibehov såsom neuroner [36]. Derfor kan aktivering af CPK/phosphocreatin-systemet og CPK-ekspressionsændringer være en tidligere indikator for oxidativt og bioenergetisk stress i cellen [37] som kompensation for faldende energiproduktion på grund af oxidativt stress. Samtidig administration af IONP-behandlede rotter med quercetin reducerede CPK i hjernevæv, Lemmens et al. [38]demonstrerede fald i CPK-aktiviteter på grund af quercetintilskud.

AChE-aktivitet i nervevæv er ansvarlig for hydrolysen af ​​acetylcholin (Ach) til cholin ved synapserne og den neuromuskulære forbindelse [39]. I denne undersøgelse var AChE signifikant øget i IONP-behandlede rotter, og dette resultat var i harmoni med Dhakshinamoorthy et al. [22] som genkendte signifikante stigninger i AChE-aktiviteter i hjernevæv hos IONP-behandlede rotter, hvor jernakkumulering af IONP'er ændrede det kolinerge system.

Neurotransmittere er endogene kemiske stoffer, der tillader neuroner at kommunikere i hele kroppen; de gør det muligt for hjernen at udføre forskellige funktioner i den kemiske synaptiske transmission [40]. I den aktuelle undersøgelse var epinephrin-, serotonin- og melatoninkoncentrationer i hjernevæv signifikant faldet hos IONP-behandlede rotter.

Yousef et al. [41] rapporterede, at serotonin- og dopaminniveauer var signifikant faldet i hjernevæv hos IONP-behandlede rotter. I modsætning hertil øgede quercetin koncentrationerne af adrenalin, serotonin og melatonin i hjernevæv sammenlignet med IONP'er. Singh et al. [35l sagde, at quercetin øgede serotonin, noradrenalin og dopamin.

Mitokondriel biogenese påtager sig en hovedrolle i at opretholde mitokondriel homeostase for at opfylde de cellulære fysiologiske behov hos neurale celler [42]. PGC-1a er en co-transkriptionel reguleringsfaktor, der inducerer mitokondriel biogenese og fremmer ekspressionen af ​​mtTFA [43]. I denne undersøgelse var ekspressionsniveauerne af PGC-1a og mtTFA signifikant faldet i hjernevæv hos IONP-behandlede rotter. Vores resultater var i overensstemmelse med dem opnået af Yousef et al. [44]. De illustrerede, at mitokondriel biogenese repræsenteret af PGC-la og mtTFA signifikant reducerede deres ekspression i hjernevæv i IONP-eksponerede rotter, hvilket indikerer en nedsat mitokondriel biogenese og mtDNA-replikation og transkription, der kunne føre til mitokondriel dysfunktion. Samtidig administration af IONP-behandlede rotter med quercetin genoprettede dette fald ved at hæve både PGC-1a og mtTFA udtryk i hjernevæv, og vores resultater var i harmoni med Sharma et al.[45] der rapporterede, at quercetin øgede ekspressionen af ​​PGC-1a, NRF-1, NRF-2 og mtTFA. De foreslog, at på grund af en faldende ROS af den quercetin-inducerede PGC{{17 }}en stigning førte dette til aktiveringen af ​​NRF-1 og NRF-2-stimuleret ekspression af mtTFA.

Quercetin svækkede den apoptotiske effekt af IONP'er gennem en signifikant reduktion i caspase 3 og en stigning i Bcl2-ekspressionsniveauer i immunhistokemiske hjernesektioner. Denne konstatering understøtterantioxidantpotentiale af quercetin. På samme måde svækkede quercetin-behandling stigningen af ​​caspase 3 i iskæmisk hjerneskade hos rotter [46,47] og Bcl2 i lipopolysaccharid-behandlede mus [48].

4. Materialer og metoder

4.1.Reagenser og kemikalier

Jern (ⅡI) oxid nanopartikelpulver blev opnået fra Sigma-Aldrich (Louis, Mo, USA), som blev solubiliseret i deioniseret vand før brug. Quercetin er en pulverform blev også opnået fra Sigma-Aldrich, som blev opløst i henholdsvis dimethylsulfoxid (DMSO) og destilleret vand i et forhold på 1:20 før brug. DMSO Større end eller lig med 99,6 procent blev købt fra Sigma-Aldrich. Andre kemikalier og deioniseret vand blev købt fra Center for Graduate Studies and Research ved Alexandria University.

4.2. Etikerklæring

Undersøgelsen blev godkendt som svar på retningslinjerne i "NIH Guide for Care and Use of Laboratory Animals" af Fakultetet for Veterinærmedicinsk Etik ved Alexandria University, Egypten.

4.3. Karakterisering af IONP'er

Morfologien og partikelstørrelsen af ​​IONP'er blev undersøgt ved hjælp af scanning elektronmikroskop (SEM). Partiklens ladning blev også bestemt ved zeta-potentiale ved anvendelse af en ZetaSizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, UK).

4.4.Dyr, boliger og eksperimentelt design

Fyrre raske voksne albinorotter af hankøn med en vægt på 150±20 kropsvægt (BW) blev købt fra Animal Breeding Unit, Medical Research Institute of Alexandria University, Egypten. Dyrene blev holdt i metalbure under kontrollerede miljøforhold med en optimal temperatur (23±2), fugtighed (55±5) og en mørk/lys cyklus (12 timer) og fri adgang til en basal foderdiæt (tabel 1) og drikkevand. Alle dyr blev anbragt i to uger før forsøget til akklimatisering. Rotterne blev tilfældigt tildelt fem grupper (otte rotter hver); kontrollen modtog en normal basal diæt og vand ad libitum, IONPs-gruppen blev intraperitonealt injiceret med IONPs 50 mg/kg BW tre gange om ugen[49], IONPs plus Q25 mg-gruppen blev administreret med samme dosis

af IONP'er og gavaget med 25 mg quercetin/kg BW dagligt, IONP'er plus Q50-gruppen blev administreret med den samme dosis af IONP'er og gavaget med 50 mg quercetin/kg BW dagligt, og IONP'erne plus Q100-gruppen blev administreret med den samme dosis af IONP'er og gavaget med 100 mg quercetin/kg lgv dagligt [17]. Alle behandlinger blev opretholdt i 30 dage.

4.5. Prøveudtagning

Ved afslutningen af ​​eksperimentet blev rotterne fastet i 12 timer og bedøvet ved hjælp af en intraperitoneal injektion af ketamin/xylazin (100 mg/kg/10 mg/kg) og derefter aflivet, og hjernen blev straks dissekeret, skyllet med afkølet normal saltvand 0,9 procent og delt i tre dele; den første blev brugt til biokemiske analyser. Den anden del blev holdt ved -80 grad til mRNA-ekstraktion og RT-PCR-vurdering, mens den sidste del blev skyllet med fosfatbuffer saltvand (PBS, pH 7,4) og fikseret i 4 procent paraformaldehyd opløst i PBS i 48 timer i prøvefiksering.

4.6. Biokemiske analyser

Dele af hver rottehjerne blev homogeniseret i kold phosphatbuffer saltvand (PBS) og centrifugeret i 10 minutter ved 4 grader ved 1435 xg. Malondialdehyd (MDA), GSH, oxideret glutathion (GSSG) og kreatinfosphokinase (CPK) blev bestemt af de kommercielle kits fra Biodiagnostic Co. (Giza, Egypten). Acetylcholinesterase (AChE) enzymaktiviteter i hjernehomogenater blev bestemt ved hjælp af et kolorimetrisk assaykit (BioVision Co., Milpitas, CA, USA). Adrenalin-, serotonin- og melatoninniveauer i hjernehomogenater blev også bestemt ved hjælp af ELISA-kits (BioVision Co., Milpitas, CA, USA).

4.7.mRNA-ekstraktion og RT-PCR

Total RNA blev ekstraheret fra prøverne ved hjælp af producentens easy-RED Total RNA Extraction Kits (intRON Biotechnology, Inc., Gyeonggi-do, Sydkorea). Det første-strengs cDNA blev opnået under anvendelse af HiSen Script cDNA(intRON Biotechnology, Inc.)-pakken. Specifikke primere blev brugt til at amplificere udvalgte gener med glyceraldehyd 3-phosphatdehydrogenase (GAPDH) som et stabilt husholdningsgen (tabel 2). mRNA-ekspression blev opnået ved anvendelse af et real-time Strata-gen MX3005P PCR (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) og en TOP ægte TM PreMIX SYBR Grøn qPCR-masterblanding (kat. RT 500, Enzynomics, Daejeon, Sydkorea) efter producentens instruktioner. De relative genekspressionskoncentrationer blev evalueret ved hjælp af 2-AAct-metoden som beskrevet af Pfaffl [50].

4.8. Histopatologisk undersøgelse

Ved anvendelse af den traditionelle paraffininkorporeringsteknik blev de fikserede prøver dehydreret ved stigende ethanolgrader, renset i tre xylenskift og afsluttet med paraffinindlejring ved 65 grader C. Sektioner på 4 um tykke blev farvet med hæmatoxylin og eosin (H og E) [51].

Hjernesektioner blev hydreret gennem en række af faldende alkoholkoncentrationer og anbragt i en 20 procent kaliumferrocyanidopløsning med en 20 procent HCl-opløsning i 30 min. Objektglassene blev vasket, dehydreret, renset med xylen og observeret under mikroskop for blå farvning eller jernindhold [52].

4.9.Immunhistokemisk undersøgelse

Standard peberrodsperoxidase (HRP) immunhistokemiteknik blev anvendt på de positivt ladede objektglas af paraffinvævssektionerne. I henhold til producentens retningslinjer blev der anvendt kanin-anti-rotte-caspase 3 (Lab Vision, Fremont, CA, USA) og Bcl2 (DAKO, Glostrup, Danmark). Fem um-tykke sektioner af storhjernen, lillehjernen, rygmarven og ischiasnerven blev afvokset, rehydreret og forbehandlet med 3 procent hydrogenperoxid (H2O2) for at blokere endogen peroxidaseaktivitet. Antigenhentning blev opnået ved at placere objektglas i en mikrobølgeovn i 1 0 min. i en 10 mM natriumcitratbuffer (pH 6,0). Objektglassene blev inkuberet med det primære antistof og derefter skyllet med Tris-buffer saltvand og det sekundære antistof. Objektglassene blev inkuberet med en 3,3/-diaminobenzidin (DAB) substratkromogenopløsning og derefter modfarvet med Mayers hæmatoxylin. Billeder af 10 forskellige felter blev afbildet med en forstørrelse på ×400.

4.10. Statistisk analyse

En envejs ANOVA med Tukeys post hoc multiple range-test blev brugt til dataanalysen ved hjælp af en GraphPad Prism v.5https://www.graphpad.com/, adgang til den 10. marts 2021 (GraphPad, San Diego, CA, USA) . Alle erklæringer af betydning afhang af p<0.05. 5.="">

Jernoxidnanopartikler (IONP'er) intraperitonealt injiceret med en dosis på 50 mg/kg BWinducerede oxidative ændringer i hjernen, mens quercetin i doser på 25, 50 og 100 mg/kg BWlindrede oxidative hjerneskader induceret af IONP'er. Derfor er quercetin et lovende fodertilskud sammen med IONP-terapi.

Referencer

1. Mazdeh, M.; Rahiminejad, ME; Nili-Ahmadabadi, A.; Ranjbar, A. Neurologiske lidelser og oxidativ toksisk stress: en rolle for metalnanopartikler. Jundishapur J. Nat. Pharm. Prod. 2016, 11, e27628. [CrossRef]

2. Fidler, MC; Walczyk, T.; Davidsson, L.; Zeder, C.; Sakaguchi, N.; Juneja, LR; Hurrell, RF Et mikroniseret, dispergerbart ferri-pyrophosphat med høj relativ biotilgængelighed hos mennesker. Br. J. Nutr. 2004, 91, 107-112. [CrossRef]

3. Ramimoghadam, D.; Bagheri, S.; Hamid, SBA Fremskridt i den elektrokemiske syntese af magnetiske jernoxidnanopartikler. J. Magn. Magn. Mater. 2014, 368, 207-229. [CrossRef]

4. Gaharwar, USA; Kumar, S.; Rajamani, P. Jernoxid nanopartikel-induceret hæmatopoietisk og immunologisk respons hos rotter. RSC Adv. 2020, 10, 35753-35764. [CrossRef]

5. Gaharwar, USA; Paulraj, R. Jernoxid-nanopartikler inducerede oxidativ skade i perifere blodceller hos rotter. J. Biomed. Sci. Eng. 2015, 8, 274-286. [CrossRef]

6. Feng, Q.; Liu, Y.; Huang, J.; Chen, K.; Huang, J.; Xiao, K. Optagelse, fordeling, clearance og toksicitet af jernoxidnanopartikler med forskellige størrelser og belægninger. Sci. Rep. 2018, 8, 1-13. [CrossRef] [PubMed]

7. Gaharwar, USA; Meena, R.; Rajamani, P. Biodistribution, clearance og morfologiske ændringer af intravenøst ​​administrerede jernoxidnanopartikler i Wistar-hanrotter. Int. J. Nanomed. 2019, 14, 9677-9692. [CrossRef] [PubMed]

8. Palmieri, B.; Sblendorio, V. Oxidative stresstest: Oversigt over pålidelighed og brug, del II. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2007, 11, 383-399.

9. Naqvi, S.; Samim, M.; Abdin, MZ; Ahmed, FJ; Maitra, AN; Prashant, CK; Dinda, AK Koncentrationsafhængig toksicitet af jernoxidnanopartikler medieret af øget oxidativt stress. Int. J. Nanomed. 2010, 5, 983-989. [CrossRef]

10. David, AVA; Arulmoli, R.; Parasuraman, S. Oversigter over den biologiske betydning af quercetin: Et bioaktivt flavonoid. Pharmacogn. Rev. 2016, 10, 84-89.

11. Wu, W.; Li, R.; Li, X.; Han, J.; Jiang, S.; Liu, S.; Yang, J. Quercetin som et antiviralt middel hæmmer indtrængen af ​​influenza A-virus (IAV). Virus 2015, 8, 6. [CrossRef]

12. Akdemir, FNE; Gülçin, ˙I.; Karagöz, B.; Soslu, R. Quercetin beskytter rottes skeletmuskulatur mod iskæmi-reperfusionsskade. J. Enzym. Inhib. Med. Chem. 2016, 31, 162-166. [CrossRef] [PubMed]