مطالعه اثر درمانی آرتمیسینین به همراه سلول های بنیادی آندومتر حاوی ژن TSP-1 بر آلزایمر در موش های مدل آلزایمر-دیابت القا شده با استرپتوزوتوسین
محورهای موضوعی : پاتوبیولوژی مقایسه ای
پروین پورغلام
1
,
پریچهره یغمایی
2
,
مهدی نورالدینی
3
,
زهرا حاج ابراهیمی
4
1 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3 - گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی کاشان، کاشان، ایران
4 - پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
کلید واژه: آلزایمر, دیابت, سلول های بنیادی آندومتر, آرتمیسینین, اینترلوکین 6,
چکیده مقاله :
آلزایمر شایع ترین بیماری تخریب کننده عصبی سالمندان است. استرس اکسیداتیو و التهاب نقش مهمی در بروز آلزایمر دارند. خطر ابتلا به آلزایمر در افراد دیابتی بالا می باشد و مقاومت به انسولین در مغز افراد آلزایمری اتفاق می افتد. تجمع پلاک های آمیلوئیدی منجر به رگزایی و افزایش نفوذپذیری رگ ها می گردد. امروزه گیاهان داروئی به دلیل عوارض جانبی کمتر نسبت به داروهای شیمیایی موردتوجه قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر اثر محافظتی فرآورده گیاهی آرتیمیسیا (آرتمیسینین) به همراه سلول های بنیادی اندومتریوم حاوی ژن آنتی آنژیوژنز (Thrombospondins-1 یا TSP-1) در بیماری آلزایمر القاء شده توسط استرپتوزوتوسین در مدل آزمایشگاهی رت نر دیابتی بررسی شد. 3 روز پس از القای آلزایمر و دیابت با استفاده از استرپتوزوتوسین، حیوانات سلول های بنیادی را ازطریق بینی دریافت کردند و سپس برای یک ماه آرتمیسینین را (50 میلی گرم بر کیلوگرم) دریافت کردند. وزن ابتدایی و انتهایی، میزان قند خون و اینترلوکین 6 سرم سنجیده شد و پلاک های آمیلوئیدی مغز با رنگ آمیزی هماتوکسیلین ائوزین بررسی شد. نتایج نشان داد که القای آلزایمر و دیابت منجر به کاهش معنی دار وزن بدن و افزایش قندخون، اینترلوکین 6 و پلاک های آمیلوئیدی مغز شد. تیمار با آرتمیسینین و سلول های بنیادی به طور مجزا و همزمان موجب بهبود این پارامترها گردید. نتایج نشان داد که می توان ازسلول های بنیادی آندومتر انسانی که حاوی ژن TSP-1 است به عنوان منبعی بالقوه از سلول های بنیادی در کنار آنتی اکسیدان طبیعی آرتیمیسینین جهت کاهش علائم بیماری آلزایمراستفاده نمود.
Alzheimer's is the most common neurodegenerative disease of the elderly. Oxidative stress and inflammation play an important role in Alzheimer's disease. The risk of Alzheimer's disease is high in diabetic people, and insulin resistance occurs in the brain of Alzheimer's patients. Accumulation of amyloid plaques leads to angiogenesis and increased permeability of the vessels. Today, medicinal plants are receiving attention due to fewer side effects than chemical drugs. In the present study, the protective effect of Artemisia herbal product (artemisinin) along with endometrial stem cells containing the antiangiogenesis gene (thrombospondins-1 or TSP-1) was investigated in Alzheimer's disease induced by streptozotocin in a diabetic male rat laboratory model. 3 days after the induction of Alzheimer's and diabetes using streptozotocin, the animals received stem cells intranasally and then received artemisinin for one month (50 mg/kg). Initial and final weight, blood sugar, and interleukin-6 serum levels were measured, and brain amyloid plaques were examined by hematoxylin-eosin staining. The results showed that the induction of Alzheimer's and diabetes led to a significant decrease in body weight and an increase in blood sugar, interleukin-6, and brain amyloid plaques. Treatment with artemisinin and stem cells, separately and simultaneously, improved these parameters. The findings of this research showed that human endometrial stem cells that contain the TSP-1 gene can be used as a potential source of stem cells along with natural antioxidants artemisinin to reduce the symptoms of Alzheimer's disease.
1.Blennow K, de Leon MJ, Zetterberg H. Alzheimer’s disease. Lancet. 2006; 368: 387 – 403.
2. Hardy J, Dennis J. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science. 2002; 297(5580): 353 - 6.
3. Cilippingdale AB, Wade JD, Barrow CJ. The amyloid beta peptide and its role in Alzheimer’s disease. Journal of Peptide Science. 2001; 7: 227-49.
4. Yan C, Zhou Y, Chen Q, Luo Y, Zhang JH, Huang H, Shao A. Dysfunction of the neurovascular unit in diabetes-related neurodegeneration. Biomedicine and Pharmacotherapy. 2020; 131:110656.
5. Schliebs R. Basal forebrain cholinergic dysfunction in Alzheimer's disease interrelationship with beta-amyloid, inflammation and neurotrophin signaling. Neurochemical Research. 2005; 30: 895 - 908.
6. Di Domenico F, Barone E, Perluigi M, Butterfield DA. Strategy to reduce free radical species in Alzheimer’s disease: an update of selected antioxidants. Expert Review of Neurotherapeutics. 2015; 15(1): 19-40.
7. Rustaiyan AH, Masoudi Sh. Chemical constituents and biological activities of Iranian Artemisia species. Phytochemistry Letters. 2011; 4(4): 440-47
8. Eidi A. Antidiabetic effect of Artemisia deserti ethanolic extract in normal and Streptozotocin-induced diabetic rats. Qom University of Medical Sciences Journal. 2014;8(2):12-19.
9. Zhou Y, Shao A, Xu W, Wu H, Deng Y. Advance of Stem Cell Treatment for Traumatic Brain Injury. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2019; 13:301.
10- Poorgholam P, Yaghmaei P, Hajebrahimi Z. Thymoquinone recovers learning function in a rat model of Alzheimer’s disease. Avicenna J0urnal Phytomedicine. 2018;8 (3):188-197
11- Poorgholam P, Yaghmaei P, Noureddini M, Hajebrahimi Z. Artemisin and human endometrial‑derived stem cells improve cognitive function and synaptic plasticity in a rat model of Alzheimer disease and diabetes. Metabolic Brain Disease. 2023. https://doi.org/10.1007/s11011-023-01200-y.
12. Zhang M, Lv XY, Li J, Xu ZG, Chen L. The characterization of high-fat diet and multiple low-dose streptozotocin induced type 2 diabetes rat model. Experimental Diabetes Research. 2008; 2008: 704045.
13. Ashraf H, Heidari R, Nejati V. Antihyperglycemic and antihyperlipidemic effects of fruit aqueous extract of berberis integerrima bge in streptozotocin-induced diabetic rats. Iranian Journal of Pharmaceutical Research. 2014; 13(4): 1313–1318.
14- Huang S, Czech MP. The GLUT4 glucose transporter. Cell Metabolism. 2007; 5: 237–252.
15- Kotani K, Peroni OD, Minokoshi Y, Boss O, Kahn BB. GLUT4 glucose transporter deficiency increases hepatic lipid production and peripheral lipid utilization. J of Clinical Investigation. 2004; 114: 1666– 1675.
16. Jang WS, Kim YS, Seol IC. Antioxidant and lipid-lowering effects of Artemisia capillaris on a rat model of hyperlipidemia. The Journal of Korean Oriental Medicine. 2012; 33(2): 11-24
17. Solis MA, Velásquez IM, Correa R, Huang LLH. Stem cells as a potential therapy for diabetes mellitus: a call-to-action in Latin America. Diabetology & Metabolic Syndrome. 2019; 11: 20.
18- Albert-Garay JS, Riesgo-Escovar JR, Salceda R. High glucose concentrations induce oxidative stress by inhibiting Nrf2 expression in rat Müller retinal cells in vitro. Scientific Reports, 2022; 12: 1261.
19- Wellen KE, Hotamisligil GS. Inflammation, stress, and diabetes. Journal of Clinival Investigation, 2005; 115(15):1111–9.
20. Arvanitakis Z, Shah RC, Bennett DA. Diagnosis and management of dementia: review. JAMA 2019; 322: 1589–1599.
21. Kandimalla R, Thirumala V, Hemachandra Reddy P. Is Alzheimer's disease a Type 3 Diabetes? A critical appraisal. Biochimica et Biophysica Acta. 2017; 1863: 1078–108
22. Bagheri-Mohammadi S, Alani B, Noureddini M. Evaluation of intranasal delivery of human endometrial stem cells to the substantia nigra and their therapeutic effects on rotational behavior recovery in mice model of Parkinson's disease. JAMS, 2018; 21(6), 14-24.
23- Balyasnikova IV, Prasol MS, Ferguson SD, Han Y, Ahmed AU, Gutova M, Tobias AL, Mustafi D, Rincon E, Zhang L, Aboody KS, Lesniak MS. Intranasal Delivery of Mesenchymal Stem Cells Significantly Extends Survival of Irradiated Mice with Experimental Brain Tumors. Molecular Therapy, 2014; 22(1): 140-148.
24- Li G, Bonamici N, Dey M, Lesniak MS, Balyasnikova IV. Intranasal delivery of stem cell-based therapies for the treatment of brain malignancies. Expert Opinion on Drug Delivery, 2018;15(2); 163-172.
_||_