Dio 2: Geraniol ublažava oštećenje bubrega posredovano doksorubicinom kroz promjenu statusa antioksidansa, upale i apoptoze: potencijalne uloge NF-kB i Nrf2/Ho-1
Jun 07, 2022
Za više informacija. kontakttina.xiang@wecistanche.com
3. Rezultati
3.1. Geraniol štiti bubrege od oštećenja uzrokovanih doksorubicinom
Ova studija ispitivala je razine kreatinina, albumina i BUN-a u krvi kako bi se utvrdilo je li primjena Doxa uzrokovala oštećenje bubrega. Kao što se očekivalo, liječenje Doxom uzrokovalo je značajno povećanje BUN-a i kreatinina, uz značajno smanjenje albumina (Slika 1A-C). Geraniol, prije liječenja, ublažio je uočene abnormalnosti u razinama kreatinina, albumina i BUN-a, što ukazuje da može štititi od Dox-posredovanog oštećenja bubrega.
Kliknite ovdje da biste saznali prednosti ekstrakta cistanche tubulosa
3.2. Geraniol štiti od oksidativnog stresa posredovanog doksorubicinom
Kako bismo potvrdili može li dodatak geraniola smanjiti oksidativni stres povezan s Doxom i poboljšati antioksidativni kapacitet, kvantificirali smo količinu MDA i GSH, aktivnost CAT i ekspresiju gena i proteina Nrf-2, Ho{{2} }, SOD-2 i GPx-1 u tkivu bubrega. U usporedbi s kontrolnom skupinom, jedna injekcija Doxa (20 mg/kg) rezultirala je znatnim porastom MDA zajedno sa značajnim smanjenjem sadržaja GSH i aktivnosti CAT (Slika 2A-C). Također je značajno smanjio ekspresiju gena i proteina Nrf-2, Ho-1, GPx-1 i SOD-2(Slika 3A-G). Međutim, profilaktička suplementacija geraniolom značajno je obnovila modifikacije ovih parametara na način ovisan o dozi. Ovi nalazi otkrivaju potencijalno antioksidativno djelovanje geraniola.
<005;**,p><><000l; ns,p="">005 ili beznačajno. Gr100 i Gr200 označavaju 100 odnosno 200 mg geraniola po kilogramu tjelesne težine." alt="Slika 2. (AC) Učinci geraniola (Gr), doksorubiina (Dox) ili njihove kombinacije (Dox plus Gr100 i Dox plus Gr200) na indikatore oksidativnog stresa bubrega. Podaci su prikazani kao srednja vrijednost plus SD(n=5). ",str<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 štiti od upale bubrega posredovane doksorubicinom
Geraniolovo protuupalno djelovanje dokazano je drugdje. Kako bismo dodatno potvrdili potencijalno protuupalno djelovanje geraniola u kontekstu liječenja Doxom, upotrijebili smo Western blotove za procjenu ekspresije proteina važnih u regulaciji upale (NfkB-p65, TNF-a i IL-6). Rezultati su pokazali da su promjene ekspresije izazvane Doxom obnovljene kod štakora tretiranih geraniolom (Slika 4A-D) i pokazuju da je geraniolprotuupalnoučinci.
3.4. Geraniol štiti od apoptoze posredovane doksorubicinom
Kako bismo ispitali suprimira li geraniol apoptozu izazvanu Doxom, izmjerili smo ekspresiju pro-apoptotskih i anti-apoptotskih proteinskih markera. U usporedbi s kontrolnom skupinom, jedna doza Doxa dovela je do značajnog povećanja ekspresije proapoptotskih proteina u bubrežnom tkivu (Bax i cijepane kaspaze-3) i značajnog pada razina antiapoptotičkih protein Bcl-2(Slika 5A-D). U međuvremenu, suplementacija geraniolom ispravila je te abnormalnosti. Ovi nalazi sugeriraju da prethodna obrada geraniolom smanjuje apoptozu posredovanu Doxom u bubrezima štakora.
3.5. Geraniol štiti od promjena u strukturi bubrega posredovanih doksorubicinom
Konačno, kako bismo dodatno potvrdili naše rezultate, ispitali smo histopatologiju bubrežnog tkiva. Štakori u kontrolnoj skupini imali su normalne tubule i glomerule (Slika 6A), dok su oni s primijenjenim Doxom pokazali glomerularnu kongestiju i destrukciju tubula (Slika 6B). Otkrili smo da suplementacija geraniolom obnavlja oštećenje uzrokovano Doxom na način ovisan o dozi (Slika 6C, D).
4. Rasprava
Kemoterapijski lijekovi često se koriste za liječenje različitih vrsta raka; međutim, ti lijekovi često također uništavaju fiziološku homeostazu u brojnim organima i mogu dovesti do fizioloških štetnih učinaka u netumorskim stanicama, uglavnom zbog stvaranja slobodnih radikala i toksičnosti oksidativnog stresa42]. Cilj ovog istraživanja bio je utvrditi može li geraniol zaštititi Wistar štakore od Dox-posredovanog oštećenja bubrega. U skladu s tim, istražili smo posredovanje Doxomupala, apoptoza, ioksidativni stres, te procijenjeno može li geraniol djelovati kao preventivno sredstvo.
Albumin, kreatinin i dušik uree u krvi (BUN) pouzdani su pokazateljioštećenje bubrega[11]. Normalno bubrežno tkivo ne dopušta albuminu da teče iz krvotoka u urin, dok također filtrira kreatinin i BUN iz krvotoka u urin. Međutim, u slučaju bubrežne disfunkcije ti su procesi poremećeni: albumin se izlučuje urinom, što rezultira smanjenom koncentracijom u serumu, a kreatinin i BUN se ne filtriraju ispravno, što rezultira povišenim vrijednostima u serumu[11]. U trenutnom radu, liječenje Doxom uzrokovalo je povećanje serumskog kreatinina i BUN-a uz značajno smanjenje albumina. Rezultati su prilično u skladu s objavljenim izvješćima [11. Također smo pronašli profilaktički dodatak geraniolu za ublažavanje ovih promjena, sugerirajući da geraniol može spriječiti oštećenje bubrega uzrokovano Doxom.
Peroksidacija lipida obilježje je oksidativnog stresa, a mnoga su istraživanja pokazala da primjena Doxa dovodi do povećanih razina malonaldehida (MDA), produkta peroksidacije lipida [7,43]. Potvrdili smo da je Dox izazvao značajan porast razine MDA u bubrežnom tkivu i, štoviše, da je prethodna suplementacija geraniolom značajno i ovisno o dozi smanjila ovaj učinak. Younis i kolege su također pokazali da geraniol značajno smanjuje razine MDA u metotreksatuozljeda bubrega. Ovi rezultati sugeriraju da bi geraniol mogao biti učinkovit u liječenju oštećenja bubrega uzrokovanih Doxom zbog svoje snažne inhibicije peroksidacije lipida.
Živi organizmi koriste razne enzimske i neenzimske antioksidanse za uklanjanje slobodnih radikala, nudeći tako učinkovitu obranu od ROS. Esencijalni antioksidativni agensi uključuju neenzimski antioksidans GSH i njegove oksidirane analoge; GSH izravno stupa u interakciju sa slobodnim radikalima preko svoje-SH skupine. U trenutnoj studiji, jedna injekcija Doxa dokazano je smanjila rezervoar GSH, a prethodni tretman geraniolom uspio je poništiti ovaj učinak. Ove nalaze podupiru prethodno objavljene studije.
Proizvodnja ROS unutar stanica također je povezana s smanjenjem antioksidativnih enzima. Konkretno, enzimi CAT i glutation reduktaza (GR) ubrzavaju pretvorbu H2O2 i drugih ROS u H2O2 i O, dok SOD pomaže u pretvorbi slobodnih radikala superoksidnih aniona u H2O2, koji se naknadno uklanjaju pomoću CAT ili GPx [45]. Otkrili smo da je ekspresija svih ispitanih antioksidativnih enzima, naime SOD, CAT i GPx-1, bila statistički smanjena u Dox skupini u usporedbi s kontrolnom skupinom. Međutim, prethodna primjena geraniola spasila je smanjenje razina SOD, GPx-1 i CAT izazvano Doxom, vjerojatno uklanjanjem ROS-a pomoću vlastite antioksidativne sposobnosti.
Različiti enzimi koji štite stanice od štetnog oksidativnog stresa povezani su s putem Nrf2, a pokazalo se da stimuliranje puta Nrf2/Ho-1 značajno poboljšavarad bubrega[21,48,49]. Kako bismo mehanički potvrdili zaštitni učinak geraniola, ispitali smo razine Nrf2 i Ho-1 u odnosu na primjenu Doxa. Otkrili smo da su razine ovih proteina značajno niže u Dox skupini nego u kontrolnoj skupini, što je u skladu s prethodnim studijama. U međuvremenu, suplementacija geraniola spriječila je oštećenje bubrega povezano s Doxom pojačavanjem ekspresije mRNA i proteina članova Nrf2/Ho-1 signalnog puta, što je u skladu s nalazima Younisa i sur.
U konačnici, upala je jedan od najvjerojatnijih uzroka ozljede bubrega posredovane Doxom. Poznato je da indukcija puta nuklearnog faktora kappa B (NF-kB) igra vrlo važnu ulogu u patofiziologiji Dox-posredovane upale bubrega [50], pri čemu je NF-kB faktor transkripcije koji regulira ekspresiju nekoliko povezanih gena s upalom [51], kao što su oni koji kodiraju TNF-, IL-1 i IL-6 [52,53]. Ovdje je otkriveno da životinje liječene Doxom pokazuju povećane razine TNF-, IL-6 i NfkB-p65 [54], dok je prethodna suplementacija geraniola smanjila te upalne medijatore na način ovisan o dozi. Ovi podaci sugeriraju da bi protuupalno djelovanje geraniola moglo biti posljedica inhibitornog učinka na put NF-kB.
Drugi kritični igrač u etiologiji nefrotoksičnosti posredovane Doxom je apoptoza, koja je regulirana ravnotežom pro-apoptotskih i anti-apoptotskih proteina. Kaspaza-3 i Bax su proapoptotski proteini koji povećavaju poroznost mitohondrijske membrane i omogućuju istjecanje citokroma c iz međumembranskog otvora, pokrećući apoptozu kroz intrinzični apoptotski put. Nasuprot tome, Bcl-2 je anti-apoptotski protein smješten u vanjskoj mitohondrijskoj membrani koji pomaže u održavanju strukture mitohondrija i inhibira curenje citokroma C u citoplazmu, sprječavajući apoptozu. Omjer Bax i Bcl-2 stoga utječe na preživljavanje stanica [11,24-26,55]. U trenutnom radu, liječenje Dox-om rezultiralo je značajnim povećanjem cijepane kaspaze-3 i Bax zajedno dramatično smanjenje ekspresije Bcl-2, obrasca navedenog u objavljenoj literaturi [11]. Geraniol prije suplementacije značajno je ublažio ovu promjenu povezanu s Doxom u ravnoteži apoptotičkih proteina.
Konačno, izvršili smo histopatološki pregled kako bismo istražili uzrokuje li primjena Doxa oštećenje bubrega. Ovo ispitivanje potvrdilo je da primjena Doxa dovodi do začepljenja bubrežnih krvnih žila, intersticijske upale koja uključuje limfocite i krvarenja između tubula. U međuvremenu, preddodatak geraniola jasno je ublažio oštećenje tkiva uzrokovano Doxom.
Zaključno, podaci dobiveni ovim istraživanjem pokazuju, po prvi put, korisne učinke geraniola protiv toksičnosti bubrega posredovane Doxom, koja se vjerojatno ostvaruje smanjenjem oksidativnog stresa, upale i apoptotskog oštećenja tkiva kroz modulaciju NF-kB , Bax/Bcl-2 i Nrf2/Ho-1putovi. Međutim, točan zaštitni mehanizam geraniola tek treba biti razjašnjen; potrebna su daljnja proučavanja kako bi se odredili detalji njegovog djelovanja.
