اثر گالیک اسید بر حافظه اجتنابی غیر فعال، حافظه کاری و تراکم نورون‌های تیره نواحی CA1/CA3 در مدل دژنراسیون هیپوکامپ موش صحرایی

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

سید کمال الدین یزدانفر ¹ , محمد امین عدالت منش ² , سید ابراهیم حسینی ³

1 - گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
2 - گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
3 - گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

تاریخ دریافت : 1400/06/25 تاریخ پذیرش : 1400/07/29 تاریخ انتشار : 1401/06/01

کلید واژه: موش صحرایی, هیپوکامپ, گالیک اسید, تری‌متیل‌تین,

چکیده مقاله :

مسمومیت با تری‌متیل‌تین (TMT) با القاء دژنراسیون هیپوکامپ سبب بروز آسیب شناختی و تولید نورون‌های تیره در مناطق مختلف هیپوکامپ می ‌شود. مطالعه حاضر اثر اسید گالیک (GA) را بر حافظه کاری، حافظه اجتنابی، و تراکم نورون‌های تیره در نواحی CA1/CA3 هیپوکامپ موش‌های صحرایی در پی مسمومیت با TMT ارزیابی می کند. در این مطالعه، تعداد 32 سر موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار به صورت تصادفی در 4 گروه شامل کنترل، TMT+NS، TMT+GA100 و TMT+GA200 قرار گرفتند. اسید گالیک با دوزهای 100 و 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن حیوان، 24 ساعت پس از مسمومیت با TMT (mg/kg 8) به صورت دهانی تجویز شد. جهت ارزیابی حافظه کاری از ماز Y و جهت سنجش حافظه اجتنابی از جعبه شاتل استفاده شد. آنگاه تراکم نورون‌های تیره در نواحی CA1 و CA3 هیپوکامپ به روش دایسکتور بررسی شد. همچنین، به منظور تعیین وجود اختلاف معنا‌دار بین گروه های مورد نظر، از آزمون آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد و از نظر آماری مقادیر 05/0 > p معنادار در نظر گرفته شد. کاهش معنی‌دار درصد رفتار تناوبی، تاخیر ورود به محفظه تاریک شاتل باکش، به همراه افزایش تراکم نورون‌های تیره در گروه TMT+NS نسبت به گروه کنترل دیده شد (001/0 > p). در حالی که تجویز گالیک اسید سبب بهبود حافظه کاری و اجتنابی و کاهش تراکم نورون‌های تیره CA1/CA3 هیپوکامپ نسبت به گروه TMT+NS گردید (001/0˂p). به نظر می‌رسد تجویز اسید گالیک با کاهش میزان آسیب دیدگی نورون‌های نواحی CA1/CA3 هیپوکامپ سبب بهبود علائم شناختی به دنبال مسمومیت با TMT می‌گردد.

چکیده انگلیسی:

Trimethyltin (TMT) intoxication with hippocampal degeneration induces the production of dark neurons in different areas of the hippocampus. The present study assessed the effect of Gallic acid (GA) on working memory, avoidance memory, and the density of dark neurons in the CA1/CA3 regions of the rat hippocampus following TMT intoxication. In this study, 32 adult male Wistar rats were randomly assigned to four groups including control, TMT+NS, TMT+GA100, and TMT+GA200. GA at doses of 100 and 200 mg/kg per body weight was administered orally 24 hours after TMT injection (8 mg/kg). The Y-maze was used to assess the working memory and the shuttle box was used to measure avoidance memory. The density of dark neurons in CA1 and CA3 regions of the hippocampus was then assessed by dissector method. Moreover, in order to determine the existence of significant differences between the groups, one-way ANOVA and Tukey’s post hoc test were used and p <0.05 was considered statistically significant. There was a significant decrease in the percentage of alteration behavior, delay in entering the dark room of shuttle box, along with an increased density of dark neurons in the TMT+NS group compared to the control group (p<0.001). While, administration of GA ameliorated the working and avoidance memory and reduced the density of CA1/CA3 dark neurons in the hippocampus compared to TMT+NS group (p˂0.001). GA administration appears to improve cognitive symptoms following TMT intoxication by reducing neuronal damage to CA1/CA3 areas of the hippocampus..

منابع و مأخذ:

1. Al Zahrani NA, El-Shishtawy RM, Asiri AM. Recent developments of gallic acid derivatives and their hybrids in medicinal chemistry: A review. Eur J Med Chem. 2020;204:112609.


2. Bazyar Y, Rafiei S, Hosseini A, Edalatmanesh M A. Effect of Endurance Exercise Training and Gallic Acid on Tumor Necrosis Factor-α in an Animal Model of Alzheimer’s Disease. Shefaye Khatam. 2015; 3 (3) :21-26.


3. Cascella M, Bimonte S, Muzio MR, Schiavone V, Cuomo A. The efficacy of Epigallocatechin-3-gallate (green tea) in the treatment of Alzheimer's disease: an overview of pre-clinical studies and translational perspectives in clinical practice. Infect Agent Cancer. 2017;12:36.


4. Childers GM, Perry CA, Blachut B, Martin N, Bortner CD, Sieber S, Li JL, Fessler MB, Harry GJ. Assessing the Association of Mitochondrial Function and Inflammasome Activation in Murine Macrophages Exposed to Select Mitotoxic Tri-Organotin Compounds. Environ Health Perspect. 2021;129(4):47015.


5. Corvino V, Marchese E, Michetti F, Geloso MC. Neuroprotective strategies in hippocampal neurodegeneration induced by the neurotoxicant trimethyltin. Neurochem Res. 2013;38(2):240-53.


6. Dludla PV, Nkambule BB, Jack B, Mkandla Z, Mutize T, Silvestri S, Orlando P, Tiano L, Louw J, Mazibuko-Mbeje SE. Inflammation and Oxidative Stress in an Obese State and the Protective Effects of Gallic Acid. Nutrients. 2018;11(1):23.


7. Dragić M, Zarić M, Mitrović N, Nedeljković N, Grković I. Two Distinct Hippocampal Astrocyte Morphotypes Reveal Subfield-Different Fate during Neurodegeneration Induced by Trimethyltin Intoxication. Neuroscience. 2019;423:38-54.


8. Edalatmanesh M A, Khodabandeh H, Yazdani N, Rafiei S. Effect of Cinnamomum Zeylanicum Extract on Memory and Hippocampal Cell Density in Animal Model of Diabetes. J Arak Uni Med Sci. 2018; 21 (6): 56-66. [In Persian]


9. Edalatmanesh MA, Hosseini M, Ghasemi S, Golestani S, Sadeghnia HR, Mousavi SM, Vafaee F. Valproic acid-mediated inhibition of trimethyltin-induced deficits in memory and learning in the rat does not directly depend on its anti-oxidant properties. Ir J Med Sci. 2016;185(1):75-84.


10. Fabrizi C, Pompili E, Somma F, De Vito S, Ciraci V, Artico M, Lenzi P, Fornai F, Fumagalli L. Lithium limits trimethyltin-induced cytotoxicity and proinflammatory response in microglia without affecting the concurrent autophagy impairment. J Appl Toxicol. 2017;37(2):207-213. doi: 10.1002/jat.3344.


11. Ferraz da Silva I, Freitas-Lima LC, Graceli JB, Rodrigues LCM. Organotins in Neuronal Damage, Brain Function, and Behavior: A Short Review. Front Endocrinol (Lausanne). 2018; 8:366. doi: 10.3389/fendo.2017.00366.


12. Geloso MC, Corvino V, Michetti F. Trimethyltin-induced hippocampal degeneration as a tool to investigate neurodegenerative processes. Neurochemistry Int. 2011;58(7): 729–38.


13. Hainmueller T, Bartos M. Dentate gyrus circuits for encoding, retrieval and discrimination of episodic memories. Nat Rev Neurosci. 2020;21(3):153-168.


14. Hajipour S, Sarkaki A, Farbood Y, Eidi A, Mortazavi P, Valizadeh Z. Effect of Gallic Acid on Dementia Type of Alzheimer Disease in Rats: Electrophysiological and Histological Studies. Basic Clin Neurosci. 2016;7(2):97-106.


15. Kim J, Kim CY, Oh H, Ryu B, Kim U, Lee JM, Jung CR, Park JH. Trimethyltin chloride induces reactive oxygen species-mediated apoptosis in retinal cells during zebrafish eye development. Sci Total Environ. 2019; 653:36-44.


16. Kim SA, Chai JH, Jang EH. Prenatal Trimethyltin Exposure Induces Long-Term DNA Methylation Changes in the Male Mouse Hippocampus. Int J Mol Sci. 2021;22(15):8009.


17. Lee B, Sur B, Cho SG, Yeom M, Shim I, Lee H, Hahm DH. Wogonin Attenuates Hippocampal Neuronal Loss and Cognitive Dysfunction in Trimethyltin-Intoxicated Rats. Biomol Ther (Seoul). 2016;24(3):328-37.


18. Lee S, Yang M, Kim J, Kang S, Kim J, Kim JC, Jung C, Shin T, Kim SH, Moon C. Trimethyltin-induced hippocampal neurodegeneration: A mechanism-based review. Brain Res Bull. 2016; 125:187-99.


19. Liu Z, Lv J, Zhang Z, Wang B, Duan L, Li C, Xie H, Li T, Zhou X, Xu R, Chen N, Liu W, Ming H. The main mechanisms of trimethyltin chloride-induced neurotoxicity: Energy metabolism disorder and peroxidation damage. Toxicol Lett. 2021;345:67-76.


20. Malekzadeh S, Edalatmanesh MA, Mehrabani D, Shariati M. Drugs Induced Alzheimer’s Disease in Animal Model. Galen Medical Journal. 2017; 6(3):185-96.


21. Mataram MBA, Hening P, Harjanti FN, Karnati S, Wasityastuti W, Nugrahaningsih DAA, Kusindarta DL, Wihadmadyatami H. The neuroprotective effect of ethanolic extract Ocimum sanctum Linn. in the regulation of neuronal density in hippocampus areas as a central autobiography memory on the rat model of Alzheimer's disease. J Chem Neuroanat. 2021;111:101885.


22. Mignini F, Nasuti C, Artico M, Giovannetti F, Fabrizi C, Fumagalli L, Iannetti G, Pompili E. Effects of trimethyltin on hippocampal dopaminergic markers and cognitive behaviour. Int J Immunopathol Pharmacol. 2012;25(4):1107-19.


23. Mirshekar MA, Sarkaki A, Farbood Y, Gharib Naseri MK, Badavi M, Mansouri MT, Haghparast A. Neuroprotective effects of gallic acid in a rat model of traumatic brain injury: behavioral, electrophysiological, and molecular studies. Iran J Basic Med Sci. 2018;21(10):1056-1063.


24. Moghadas M, Edalatmanesh MA, Robati R. Histopathological Analysis from Gallic Acid Administration on Hippocampal Cell Density, Depression, and Anxiety Related Behaviors in A Trimethyltin Intoxication Model. Cell J. 2016;17(4):659-67.


25. Moghadas M, Edalatmanesh MA. Protective effect of Lithium Chloride against Trimethyltin-induced hippocampal degeneration and comorbid depression in rats. Comp Clin Pathol. 2014; 24:1165-75.


26. Pompili E, Fabrizi C, Fumagalli L, Fornai F. Autophagy in trimethyltin-induced neurodegeneration. J Neural Transm (Vienna). 2020;127(7):987-998.


27. Reckziegel P, Dias VT, Benvegnú DM, Boufleur N, Barcelos RCS, Segat HJ, Pase CS, Dos Santos CMM, Flores ÉMM, Bürger ME. Antioxidant protection of gallic acid against toxicity induced by Pb in blood, liver and kidney of rats. Toxicol Rep. 2016;3:351-356.


28. Sahraeian S, Rajabpour H, Edalatmanesh M A. The Effect of Sodium Butyrate on Hippocampal Cell Damage and Apoptic Neurons Density in Cerebral Hypoxic-Ischemia Model. Alborz Uni Med J. 2021; 10 (2): 153-164. [In Persian]


29. Santos VR, Melo IS, Pacheco ALD, Castro OW. Life and death in the hippocampus: What's bad? Epilepsy Behav. 2021;121(Pt B):106595.


30. Sarkaki A, Farbood Y, Gharib-Naseri MK, Badavi M, Mansouri MT, Haghparast A, Mirshekar MA. Gallic acid improved behavior, brain electrophysiology, and inflammation in a rat model of traumatic brain injury. Can J Physiol Pharmacol. 2015;93(8):687-94.


31. Sarkaki A, Fathimoghaddam H, Mansouri SM, Korrani MS, Saki G, Farbood Y. Gallic acid improves cognitive, hippocampal long-term potentiation deficits and brain damage induced by chronic cerebral hypoperfusion in rats. Pak J Biol Sci. 2014;17(8):978-90.


32. Seghatoleslam M, Alipour F, Shafieian R, Hassanzadeh Z, Edalatmanesh MA, Sadeghnia HR, Hosseini M. The effects of Nigella sativa on neural damage after pentylenetetrazole induced seizures in rats. J Tradit Complement Med. 2015;6(3):262-8.


33. Shams-Alam S, Edalatmanesh M A. The Effete of Lithium Chloride on the Granular Cell Density in Cerebellar Folia V and VI in a Trimethyltin Intoxication Model. Shefaye Khatam. 2015; 3 (2) :41-48. [In Persian]

34. Szalak R, Kukula-Koch W, Matysek M, Kruk-Słomka M, Koch W, Czernicka L, Khurelbat D, Biała G, Arciszewski MB. Effect of Berberine Isolated from Barberry Species by Centrifugal Partition Chromatography on Memory and the Expression of Parvalbumin in the Mouse Hippocampus Proper. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4487.