اثر اریتروپویتین بر آپوپتوز نورونی در شکنج دندانه‌ای هیپوکامپ در رت‌های آلزایمری شده با استرپتوزوسین

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی ‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 استاد، گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی ‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشیار، گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی ‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: آلزایمر، اختلالی است که با تخریب نورونی مناطق درگیر در یادگیری و حافظه همراه است. بر اساس نتایج برخی مطالعات، اریتروپویتین شاید اثرات حفاظتی بر مغز داشته باشد. بنابراین، هدف از انجام پژوهش حاضر، ارزیابی تأثیر اریتروپویتین بر آپوپتوز نورونی در لایه‌ی گرانولار شکنج دندانه‌دار تشکیلات هیپوکامپ در مدل حیوانی بیماری آلزایمر بود.روش‌ها: برای ایجاد مدل آلزایمر، استرپتوزوتوسین به صورت دو طرفه در بطن‌های طرفی مغز رت‌ها تزریق گردید. پس از گذشت دو هفته و مشاهده‌ی آسیب ‌شناختی، رت‌ها به مدت دو هفته‌ی دیگر اریتروپویتین را با دوز 500 واحد بر کیلوگرم به صورت داخل صفاقی و یک‌روز در میان دریافت کردند. سپس رت‌ها تحت بیهوشی قرار گرفتند و مغز آن‌ها جهت مطالعه‌ی بافت‌شناسی تشریح گردید. جهت بررسی آپوپتوز نورونی، از روش Terminal deoxynucleotidyl transferase Biotin-dUTP Nick-End Labeling (TUNEL) استفاده شد.یافته‌ها: چهار هفته پس از تزریق استرپتوزوتوسین در بطن‌های طرفی مغز، افزایش چشمگیر تعداد سلول‌های آپوپتوتیک در لایه‌ی گرانولار شکنج دندانه‌دار مشاهده شد (05/0 > P). هرچند اریتروپویتین تأثیری بر رت‌های گروه شاهد نداشت، اما به صورت معنی‌داری میزان آپوپتوز را در رت‌های گروه آسیب کاهش داد (01/0 > P).نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج مطالعه‌ی حاضر، شاید اریتروپویتین از طریق کاهش آپوپتوز نورونی بتواند در بهبود عوارض بیماری‌های نورودژنراتیو مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Erythropoietin on Neuronal Apoptosis in Hippocampal Dentate Gyrus in Streptozotocin-Induced Alzheimer's Disease in Rats

نویسندگان [English]

  • Moloud Shabrang 1
  • Bahman Rashidi 2
  • Hojjatallah Alaei 3
  • Mohammad Reza Sharifi 3
  • Parham Reisi 4
1 Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Professor, Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Associate Professor, Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Alzheimer's disease is a disorder associated with neuronal degeneration in the areas involve in learning and memory. It has been proposed that erythropoietin probably has neuroprotective effects. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the effect of erythropoietin on neuronal apoptosis in the granular layer of dentate gyrus of the hippocampus in an animal model of Alzheimer's disease.Methods: Animal model of Alzheimer's was established via bilateral intracerebroventricular (ICV) injection of streptozotocin (STZ). After 2 weeks and observation of cognitive disorder, rats received intraperitoneal (IP) injection of erythropoietin every other day with a dose of 5000 IU/kg for 2 weeks. Finally, the rats were anesthetized and their brains were dissected for immunohistochemical study. Terminal deoxynucleotidyl transferase biotin-dUTP Nick-End Labeling (TUNEL) method was used to study neuronal apoptosis.Findings: Intracerebroventricular injection of streptozotocin increased the number of apoptotic cells in the granular layer of dentate gyrus significantly (P < 0.05). Although erythropoietin had no effect on the control rats, it significantly reduced the number of apoptotic cells in the lesion group (P < 0.01)Conclusion: The results of this study indicate that erythropoietin may be effective in reducing the complications of neurodegenerative diseases by reducing neuronal apoptosis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alzheimer's disease
  • Erythropoietin
  • Streptozotocin
  • Apoptosis
  • Hippocampus

مراجع

  1. Arabpoor Z, Hamidi G, Rashidi B, Shabrang M, Alaei H, Sharifi MR, et al. Erythropoietin improves neuronal proliferation in dentate gyrus of hippocampal formation in an animal model of Alzheimer's disease. Adv Biomed Res 2012; 1: 50.
  2. Lasne F, de Ceaurriz J. Recombinant erythropoietin in urine. Nature 2000; 405(6787): 635.
  3. Maiese K, Li F, Chong ZZ. New avenues of exploration for erythropoietin. JAMA 2005; 293(1): 90-5.
  4. Wu Y, Shang Y, Sun SG, Liu RG, Yang WQ. Protective effect of erythropoietin against 1-methyl-4-phenylpyridinium-induced neurodegenaration in PC12 cells. Neurosci Bull 2007; 23(3): 156-64.
  5. Kawakami M, Sekiguchi M, Sato K, Kozaki S, Takahashi M. Erythropoietin receptor-mediated inhibition of exocytotic glutamate release confers neuroprotection during chemical ischemia. J Biol Chem 2001; 276(42): 39469-75.
  6. Nakata S, Matsumura I, Tanaka H, Ezoe S, Satoh Y, Ishikawa J, et al. NF-kappaB family proteins participate in multiple steps of hematopoiesis through elimination of reactive oxygen species. J Biol Chem 2004; 279(53): 55578-86.
  7. Ma R, Xiong N, Huang C, Tang Q, Hu B, Xiang J, et al. Erythropoietin protects PC12 cells from beta-amyloid(25-35)-induced apoptosis via PI3K/Akt signaling pathway. Neuropharmacology 2009; 56(6-7): 1027-34.
  8. Hamidi G, Arabpour Z, Shabrang M, Rashidi B, Alaei H, Sharifi MR, et al. Erythropoietin improves spatial learning and memory in streptozotocin model of dementia. Pathophysiology 2013; 20(2): 153-8.
  9. Reisi P, Arabpoor Z, Shabrang M, Rashidi B, Alaei H, Sharifi MR, et al. The effects of erythropoietin on learning and memory in rats with Alzheimer's diseases. J Isfahan Med Sch 2011; 29(159): 1648-56. [In Persian].
  10. Kumral A, Uysal N, Tugyan K, Sonmez A, Yilmaz O, Gokmen N, et al. Erythropoietin improves long-term spatial memory deficits and brain injury following neonatal hypoxia-ischemia in rats. Behav Brain Res 2004; 153(1): 77-86.
  11. Squadrito F, Altavilla D, Squadrito G, Campo GM, Arlotta M, Quartarone C, et al. Recombinant human erythropoietin inhibits iNOS activity and reverts vascular dysfunction in splanchnic artery occlusion shock. Br J Pharmacol 1999; 127(2): 482-8.
  12. Rashidi B, Payghani C, Khani F, Rafieezadeh A, Alaei H, Reisi P. The effect of levothyroxine on lysolecithin-induced local demyelination in optic chiasm of male rats. J Isfahan Med Sch 2017; 35(437): 789-95. [In Persian].
  13. Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 5th ed. San Diego, CA: Academic Press; 2005.
  14. Dehghani Dolatabadi HR, Reisi P, Alaei H, Azizi MH, Pilehvarian AA. Folic acid and coenzyme q10 ameliorate cognitive dysfunction in the rats with intracerebroventricular injection of streptozotocin. Iran J Basic Med Sci 2012; 15(2): 719-24.
  15. Yosefi1 M, Reisi P, Alaei H, Pilehvarian AA. Effect of exercise on learning and memory in rats after intracerebroventricular injection of streptozotocin. J Isfahan Med Sch 2011; 29(151): 1142-9. [In Persian].
  16. Shin EJ, Jeong JH, Bing G, Park ES, Chae JS, Yen TP, et al. Kainate-induced mitochondrial oxidative stress contributes to hippocampal degeneration in senescence-accelerated mice. Cell Signal 2008; 20(4): 645-58.
  17. Vendramini AA, de Labio RW, Rasmussen LT, Dos Reis NM, Minett T, Bertolucci PH, et al. Interleukin-8-251T > A, Interleukin-1alpha-889C > T and Apolipoprotein E polymorphisms in Alzheimer's disease. Genet Mol Biol 2011; 34(1): 1-5.
  18. Lannert H, Hoyer S. Intracerebroventricular administration of streptozotocin causes long-term diminutions in learning and memory abilities and in cerebral energy metabolism in adult rats. Behav Neurosci 1998; 112(5): 1199-208.
  19. Kumar R, Jaggi AS, Singh N. Effects of erythropoietin on memory deficits and brain oxidative stress in the mouse models of dementia. Korean J Physiol Pharmacol 2010; 14(5): 345-52.
  20. Biebl M, Cooper CM, Winkler J, Kuhn HG. Analysis of neurogenesis and programmed cell death reveals a self-renewing capacity in the adult rat brain. Neurosci Lett 2000; 291(1): 17-20.
  21. Gould E, Vail N, Wagers M, Gross CG. Adult-generated hippocampal and neocortical neurons in macaques have a transient existence. Proc Natl Acad Sci U S A 2001; 98(19): 10910-7.
  22. White LD, Barone S Jr. Qualitative and quantitative estimates of apoptosis from birth to senescence in the rat brain. Cell Death Differ 2001; 8(4): 345-56.
  23. Ferri P, Cecchini T, Ciaroni S, Ambrogini P, Cuppini R, Santi S, et al. Vitamin E affects cell death in adult rat dentate gyrus. J Neurocytol 2003; 32(9): 1155-64.
  24. Young D, Lawlor PA, Leone P, Dragunow M, During MJ. Environmental enrichment inhibits spontaneous apoptosis, prevents seizures and is neuroprotective. Nat Med 1999; 5(4): 448-53.
  25. Ghezzi P, Brines M. Erythropoietin as an antiapoptotic, tissue-protective cytokine. Cell Death Differ 2004; 11)Suppl 1): S37-S44.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 35، شماره 454 - شماره پیاپی 454
آذر و دی 1396
صفحه 1593-1598

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 شهریور 1396
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار