بررسی اثر سیالیک اسید بر رشد و بقای سلول‌های آستروسیت موشی و آستروگلیای انسانی

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای ژنتیک مولکولی، گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

2 دانشجوی دکتری، گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

4 مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

5 استاد، گروه ژنتیک، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

6 دانشیار، گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده‌ی پزشکی و مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

چکیده

مقدمه: سطح سلول‌های تمامی مهره‌داران با زنجیره‌های قندی نظیر سیالیک اسید پوشیده شده است که مقادیر زیادی از آن به صورت سیالوگلیکان در مغز مهره‌داران یافت می‌شود. شواهدی بسیاری به دست آمده است که نشان می‌دهد تغییر در میزان سیالوگلیکان، منجر به بیماری‌های نورودژنراتیو و روان‌شناختی می‌گردد. با توجه به افزایش روزافزون این دسته از بیماری‌ها و اثر تعیین کننده‌ی سیالیک اسید در فرایند ایجاد و پیشرفت بیماری‌های نوروژنیک، تعیین غلظت سمی این ماده بر سلول‌های مغزی جهت طراحی بررسی‌های درون‌تن و برون‌تن حایز اهمیت می‌باشد. از این رو، پژوهش حاضر با هدف تعیین غلظت مطلوب سالیک اسید بر رده‌ی سلول‌های مغزی انجام شد.روش‌ها: آستروگلیای انسانی و آستروسیت‌های موشی با سریال رقتی از سیالیک اسید تیمار شد و با استفاده از پلیت‌های 96 خانه‌ای و روش MTT [3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide یا تیازول آبی] حد توکسیک سیالیک اسید برای سلول‌های کشت داده شده محاسبه گردید.یافته‌ها: غلظت مهاری 50 درصد (Half maximal inhibitory concentration یا IC50) برای سلول‌های آستروگلیای انسانی و آستروسیت موشی به ترتیب 3/1273و 3750 میکرومولار به دست آمد.نتیجه‌گیری: سیالیک اسید، اثر مهاری وابسته به غلظت بر روی رشد سلول‌ها دارد؛ به طوری که در غلظت‌های بالاتر از IC50، رشد سلول‌ها محدود شد و مرگ گسترده‌ای از این سلول‌ها مشاهده گردید. همچنین، نتایج حاصل بین دو رده‌ی سلول انسان و موش اختلاف معنی‌داری نشان داد و بر این اساس، پیشنهاد می‌شود برای به دست آوردن نتایج قابل تعمیم به انسان به جای مدل موشی، از رده‌ی سلول‌های مغزی انسانی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Sialic Acid on Viability and Growth of Mice Astrocytes and Human Astroglia Cells

نویسندگان [English]

  • Maryam Cheraghzadeh 1
  • Shirin Azizidoost 2
  • Zahra Nazeri 3
  • Sadegh Saremi 4
  • Hamid Galehdari 5
  • Alireza Kheirollah 6
1 PhD in Molecular Genetics, Department of Biochemistry, School of Medicine, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
2 PhD Student, Department of Biochemistry, School of Medicine, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
3 MSc Student, Department of Biochemistry, School of Medicine, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
4 Cellular and Molecular Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
5 Professor, Department of Genetics, School of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
6 Associate Professor, Department of Biochemistry, School of Medicine AND Cellular and Molecular Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Background: The surface of all vertebrate cells is covered with sugar chains like sialic acid that are found at high levels in sialoglycan form in vertebrate brain. There are growing evidences that changes in level of sialic acid may cause neurodegenerative and psychotic disorders. Duo to increasing growth of these diseases, and the important role of sialic acid in causing and progression of neurogenic disease, determination of toxic levels of sialic acid is important to design the in-vitro and in-vivo experiments. So, the goal of this research was evaluation of the proper concentration of sialic acid for brain cell lines.Methods: The human astroglia cells and mice astrocytes were treated with a serial dilution of sialic acid in 96 well plates. Toxic level of sialic acid was examined using MTT assay [3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide or thiazolyl blue].Findings: The half maximal inhibitory concentration (IC50) for astroglia and astrocyte cells were 1273.3 and 3750 µM, respectively.Conclusion: Sialic acid has a dose-dependent inhibitory effect on brain cell growth with a significant growth limitation at concentrations higher than the IC50. In addition, the results showed significant differences between the two human and mouse cells, and it was suggested that instead of the mouse model, human brain cells should be used to obtain generalized results for humans.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cell culture
  • Sialic acid
  • Astroglia
  • Astrocytes
  • Thiazolyl blue

مراجع

  1. Varki A. Sialic acids in human health and disease. Trends Mol Med 2008; 14(8): 351-60.
  2. von GS, Simon HU. Sialic acid binding immunoglobulin-like lectins may regulate innate immune responses by modulating the life span of granulocytes. FASEB J 2006; 20(6): 601-5.
  3. Linnartz-Gerlach B, Mathews M, Neumann H. Sensing the neuronal glycocalyx by glial sialic acid binding immunoglobulin-like lectins. Neuroscience 2014; 275: 113-24.
  4. Schnaar RL, Gerardy-Schahn R, Hildebrandt H. Sialic acids in the brain: gangliosides and polysialic acid in nervous system development, stability, disease, and regeneration. Physiol Rev 2014; 94(2): 461-518.
  5. Wielgat P, Braszko JJ. Significance of the cell adhesion molecules and sialic acid in neurodegeneration. Adv Med Sci 2012; 57(1): 23-30.
  6. Wang B, Miller JB, McNeil Y, McVeagh P. Sialic acid concentration of brain gangliosides: variation among eight mammalian species. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 1998; 119(1): 435-9.
  7. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Katz LC, LaMantia AS, McNamara JO, et al. The organization of the nervous system. In: Neuroscience. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Katz LC, LaMantia AS, McNamara JO, et al, editors. Sunderland, MA: Sinauer Associates; 2001.
  8. Lo EH. Degeneration and repair in central nervous system disease. Nat Med 2010; 16(11): 1205-9.
  9. Yoo SW, Motari MG, Susuki K, Prendergast J, Mountney A, Hurtado A, et al. Sialylation regulates brain structure and function. FASEB J 2015; 29(7): 3040-53.
  10. Wielgat P, Braszko JJ. The participation of sialic acids in microglia-neuron interactions. Cell Immunol 2012; 273(1): 17-22.
  11. Pillai S, Cariappa A, Pirnie SP. Esterases and autoimmunity: the sialic acid acetylesterase pathway and the regulation of peripheral B cell tolerance. Trends Immunol 2009; 30(10): 488-93.
  12. Ariga T, McDonald MP, Yu RK. Role of ganglioside metabolism in the pathogenesis of Alzheimer's disease--a review. J Lipid Res 2008; 49(6): 1157-75.
  13. Jin K, Peel AL, Mao XO, Xie L, Cottrell BA, Henshall DC, et al. Increased hippocampal neurogenesis in Alzheimer's disease. Proc Natl Acad Sci U S A 2004; 101(1): 343-7.
  14. Yoshimi K, Ren YR, Seki T, Yamada M, Ooizumi H, Onodera M, et al. Possibility for neurogenesis in substantia nigra of parkinsonian brain. Ann Neurol 2005; 58(1): 31-40.
  15. Zhang Z, Takeda-Uchimura Y, Foyez T, Ohtake-Niimi S, Narentuya, Akatsu H, et al. Deficiency of a sulfotransferase for sialic acid-modified glycans mitigates Alzheimer's pathology. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114(14): E2947-E2954.
  16. Warita H, Murakami T, Manabe Y, Sato K, Hayashi T, Seki T, et al. Induction of polysialic acid-neural cell adhesion molecule in surviving motoneurons of transgenic amyotrophic lateral sclerosis mice. Neurosci Lett 2001; 300(2): 75-8.
  17. Mammana S, Fagone P, Cavalli E, Basile MS, Petralia MC, Nicoletti F, et al. The Role of Macrophages in Neuroinflammatory and Neurodegenerative Pathways of Alzheimer's Disease, Amyotrophic Lateral Sclerosis, and Multiple Sclerosis: Pathogenetic Cellular Effectors and Potential Therapeutic Targets. Int J Mol Sci 2018; 19(3): 1-20.
  18. Carratu MR, Steardo L, Cuomo V. Role of polysialic acid in peripheral myelinated axons. Microsc Res Tech 1996; 34(6): 489-91.
  19. Ito J, Nagayasu Y, Lu R, Kheirollah A, Hayashi M, Yokoyama S. Astrocytes produce and secrete FGF-1, which promotes the production of apoE-HDL in a manner of autocrine action. J Lipid Res 2005; 46(4): 679-86.
  20. Pegg DE. Viability assays for preserved cells, tissues, and organs. Cryobiology 1989; 26(3): 212-31.
  21. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods 1983; 65(1-2): 55-63.
  22. Yue F, Cheng Y, Breschi A, Vierstra J, Wu W, Ryba T, et al. A comparative encyclopedia of DNA elements in the mouse genome. Nature 2014; 515(7527): 355-64.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 36، شماره 472 - شماره پیاپی 472
فروردین و اردیبهشت 1397
صفحه 264-269

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 09 بهمن 1396
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار