Hidrojen Peroksit ile İndüklenen C6 Hücrelerinde Oksidatif Stres Kaynaklı Apoptosis ve İnflamatuar Artışına Karşı Astaksantinin Koruyucu Etkisi
DOI:
https://doi.org/10.24925/turjaf.v11i9.1686-1692.6281Anahtar Kelimeler:
Astaksantin- Enflamasyon- Hidrojen Peroksit- Oksidatif Stres- Apoptoz- C6 hücreleriÖzet
Son çalışmalar, astaksantinin merkezi sinir sistemi üzerinde koruyucu etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Ancak, astaksantinin hidrojen peroksit (H2O2) ile indüklenen oksidatif hasar üzerindeki etkileri ve apoptotik ile enflamatuar sistemlerle etkileşimi hala belirsizdir. Bu nedenle, bu çalışma astaksantinin H2O2 ile indüklenen oksidatif stres sonrası glial hücre hasarı üzerindeki koruyucu etkisini ve bunda enflamatuar ve apoptotik yollarla etkileşimini araştırmayı amaçlamaktadır. Çalışmada C6 glioma hücreleri kullanıldı. H2O2 grubundaki hücreler H2O2 ile 24 saat boyunca inkübe edildi. Astaksantin grubundaki hücreler farklı konsantrasyonlarda astaksantin ile 24 saat boyunca inkübe edildi. Astaksantin + H2O2 grubundaki hücreler ise çeşitli konsantrasyonlarda astaksantin ile 1 saat boyunca inkübe edildikten sonra 24 saat boyunca H2O2’ye maruz bırakıldı. Hücre canlılığı XTT testi kullanılarak değerlendirildi. Antioksidatif etkinin gösterilmesi için total oksidatif stres (TOS) ve total antioksidatif stres (TAS) ölçümleri yapıldı. Antiinflamatuar etkinin ölçümü için ELISA yöntemi ile TNF‑α ve IL‑1β ölçümleri yapıldı. Antiapoptotik etkinin ölçümü için ELISA yöntemi ile kaspaz 3, BAX ve Bcl‑2 ölçümleri yapıldı. H2O2 grubuna kıyasla astaksantin + H2O2 grubunda, astaksantin C6 hücrelerinde hücre canlılığını önemli ölçüde artırdı. Aynı zamanda, astaksantin antioksidatif stresin bir göstergesi olan TAS seviyelerini önemli ölçüde artırırken TOS seviyelerini düşürdü. Ayrıca, astaksantin TNF-α ve IL-1β gibi enflamasyon faktörlerini önemli ölçüde azalttı. Bunun yanı sıra, astaksantin apoptotik proteinleri olan bölünmüş kaspaz-3 ve Bax seviyelerini önemli ölçüde azaltırken, anti-apoptotik Bcl-2 protein seviyelerini artırdı. Özetlemek gerekirse, astaksantin, oksidatif stres, apoptoz ve enflamasyon belirteçlerini etkili bir şekilde inhibe ederek anlamlı bir koruyucu etki sağlamaktadır. Bununla birlikte, olası temel mekanizmaları ele almak için daha kapsamlı bir araştırma gerekmektedir.
Referanslar
Akyuva Y, Nazıroğlu, M. and Yıldızhan, K. 2021. Selenium prevents interferon-gamma induced activation of TRPM2 channel and inhibits inflammation, mitochondrial oxidative stress, and apoptosis in microglia. Metabolic Brain Disease, 36(2): 285–298. DOI: 10.1007/s11011-020-00624-0.
Ataseven D, Taştemur Ş, Yulak F, Karabulut S, Ergul M, 2023. GSK461364A suppresses proliferation of gastric cancer cells and induces apoptosis. Toxicology in vitro : an international journal published in association with BIBRA, 90:105610. doi: 10.1016/J.TIV.2023.105610.
Blesa J, Trigo-Damas I, Quiroga-Varela,A, Jackson-Lewis VR. 2015. Oxidative stress and Parkinson’s disease. Frontiers in Neuroanatomy, 9:91. doi: 10.3389/FNANA.2015.00091
Cabezas R, El-Bachá RS, González J, Barreto, GE. 2012. Mitochondrial functions in astrocytes: Neuroprotective implications from oxidative damage by rotenone. Neuroscience Research, 74(2): 80–90. doi:10.1016/J.NEURES.2012.07.008.
Chen Y, Qin C, Huang J, Tang X, Liu C, Huang K, Xu J, Guo G, Tong A, Zhou L. 2020. The role of astrocytes in oxidative stress of central nervous system: A mixed blessing. Cell Proliferation, 53(3): e12781. doi: 10.1111/CPR.12781.
Doğan M, Yıldızhan K. 2021. Investigation of the effect of paracetamol against glutamate-induced cytotoxicity in C6 glia cells. Cumhuriyet Science Journal, 42(4): 789–794. doi: 10.17776/csj.999199.
Erel O. 2004. A novel automated direct measurement method for total antioxidant capacity using a new generation, more stable ABTS radical cation. Clinical Biochemistry, 37(4): 277–285. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2003.11.015.
Erel O. 2005. A new automated colorimetric method for measuring total oxidant status. Clinical Biochemistry, 38(12):1103–1111. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2005.08.008.
Ergul M, Bakar-Ates F. 2020. A specific inhibitor of polo-like kinase 1, GSK461364A, suppresses proliferation of Raji Burkitt’s lymphoma cells through mediating cell cycle arrest, DNA damage, and apoptosis. Chemico-Biological Interactions, 332: 109288. doi: 10.1016/J.CBI.2020.109288.
Fernandez-Fernandez S, Almeida A, Bolaños JP. 2012. Antioxidant and bioenergetic coupling between neurons and astrocytes. The Biochemical journal, 443(1): 3–12. doi: 10.1042/BJ20111943.
Gandhi S, Abramov AY. 2012. Mechanism of oxidative stress in neurodegeneration. Oxidative medicine and cellular longevity, 2012. doi: 10.1155/2012/428010.
Gao F, Wu X, Mao X, Niu F, Zhang B, Dong J, Liu B. 2021. Astaxanthin provides neuroprotection in an experimental model of traumatic brain injury via the Nrf2/HO-1 pathway. American Journal of Translational Research, 13(3): 1483 -1493
Garden GA, Campbell BM. 2016. Glial biomarkers in human central nervous system disease. Glia, 64(10): 1755–1771. doi: 10.1002/GLIA.22998.
Ji X, Peng D, Zhang Y, Zhang J, Wang Y, Gao Y, Lu N, Tang P. 2017. Astaxanthin improves cognitive performance in mice following mild traumatic brain injury. Brain Research, 1659: 88–95. doi: 10.1016/J.BRAINRES.2016.12.031.
Karimian A, Mir Mohammadrezaei F, Hajizadeh Moghadam A, Bahadori MH, Ghorbani-Anarkooli M, Asadi A, Abdolmaleki A. 2022. Effect of astaxanthin and melatonin on cell viability and DNA damage in human breast cancer cell lines. Acta histochemica, 124(1). doi: 10.1016/J.ACTHIS.2021.151832.
Kupcinskas L, Lafolie P, Lignell Å, Kiudelis G, Jonaitis L, Adamonis K, Andersen LP, Wadström T. 2008. Efficacy of the natural antioxidant astaxanthin in the treatment of functional dyspepsia in patients with or without Helicobacter pylori infection: A prospective, randomized, double blind, and placebo-controlled study. Phytomedicine, 15(6–7): 391–399. doi: 10.1016/J.PHYMED.2008.04.004.
Li H, Li J, Hou C, Li J, Peng H, Wang Q. 2020. The effect of astaxanthin on inflammation in hyperosmolarity of experimental dry eye model in vitro and in vivo. Experimental Eye Research, 197: 108113. doi: 10.1016/J.EXER.2020.108113.
Li S, Gao X, Zhang Q, Zhang X, Lin W, Ding W. 2021. Astaxanthin protects spinal cord tissues from apoptosis after spinal cord injury in rats. Annals of Translational Medicine, 9(24): 1796–1796. doi: 10.21037/ATM-21-6356.
Liu JQ, Zhao XT, Qin FY, Zhou JW, Ding F, Zhou G, Zhang XS, Zhang ZH, Li ZB. 2022. Isoliquiritigenin mitigates oxidative damage after subarachnoid hemorrhage in vivo and in vitro by regulating Nrf2-dependent Signaling Pathway via Targeting of SIRT1. Phytomedicine, 105: 154262. doi: 10.1016/J.PHYMED.2022.154262.
Lorenz RT, Cysewski GR. 2000. Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin. Trends in Biotechnology, 18(4): 160–167. doi: 10.1016/S0167-7799(00)01433-5.
Pereira CPM, Souza ACR, Vasconcelos AR, Prado PS, Name JJ. 2021. Antioxidant and anti-inflammatory mechanisms of action of astaxanthin in cardiovascular diseases (Review). International Journal of Molecular Medicine, 47(1): 37–48. doi: 10.3892/IJMM.2020.4783/HTML.
Rizor A, Pajarillo E, Johnson J, Aschner M, Lee E. 2019. Astrocytic Oxidative/Nitrosative Stress Contributes to Parkinson’s Disease Pathogenesis: The Dual Role of Reactive Astrocytes. Antioxidants, 8(8):265. doi:10.3390/ANTIOX8080265.
Sahin B, Ergul M. 2022. Captopril exhibits protective effects through anti-inflammatory and anti-apoptotic pathways against hydrogen peroxide-induced oxidative stress in C6 glioma cells. Metabolic Brain Disease, 37(4): 1221–1230. doi: 10.1007/S11011-022-00948-Z.
Sofroniew M V, Vinters H V. 2010. Astrocytes: Biology and pathology. Acta Neuropathologica, 119(1): 7–35. doi: 10.1007/S00401-009-0619-8.
Taheri F, Sattari E, Hormozi M, Ahmadvand H, Bigdeli MR, Kordestani-Moghadam P, Anbari K, Milanizadeh S, Moghaddasi M. 2022. Dose-Dependent Effects of Astaxanthin on Ischemia/Reperfusion Induced Brain Injury in MCAO Model Rat. Neurochemical Research, 47(6): 1736–1750. doi: 10.1007/S11064-022-03565-5.
Taskiran A Ş, Ergül M. 2021. The Protective Effect of Hydralazine against Hydrogen Peroxide (H2O2)-Induced Oxidative Damage in C6 Glial Cell Line. Turkish Journal of Science and Health, 2(1): 8-15.
Verkhratsky A, Parpura V, Pekna M, Pekny M, Sofroniew M. 2014. Glia in the pathogenesis of neurodegenerative diseases. Biochemical Society Transactions, 42(5): 1291–1301. doi: 10.1042/BST20140107.
Verkhratsky A, Nedergaard M. 2018. Physiology of Astroglia. Physiological reviews, 98(1): 239–389. doi: 10.1152/PHYSREV.00042.2016.
Wang Z, Zhou L, An D, Xu W, Wu C, Sha S, Li Y, Zhu Y, Chen A, Du Y, Chen Lei, Chen Ling. 2019. TRPV4-induced inflammatory response is involved in neuronal death in pilocarpine model of temporal lobe epilepsy in mice. Cell Death & Disease 10(6): 1–10. doi: 10.1038/s41419-019-1612-3.
Yang BB, Zou M, Zhao L, Zhang YK. 2021. Astaxanthin attenuates acute cerebral infarction via Nrf-2/HO-1 pathway in rats. Current Research in Translational Medicine, 69(2): 103271. doi: 10.1016/J.RETRAM.2020.103271.
Yildizhan K, Naziroğlu, M. 2019. Microglia and its role in neurodegenerative diseases. Journal of Cellular Neuroscience and Oxidative Stress, 11(2): 861–873. doi: 10.37212/JCNOS.683407.
Yıldızhan K, Huyut Z, Altındağ F, Ahlatcı A. 2023. Effect of selenium against doxorubicin-induced oxidative stress, inflammation, and apoptosis in the brain of rats: Role of TRPM2 channel. Indian Journal of Biochemistry and Biophysics (IJBB), 60(3): 177–185. doi: 10.56042/IJBB.V60I3.67941.
Yıldızhan K, Nazıroğlu M. 2020. Glutathione Depletion and Parkinsonian Neurotoxin MPP+-Induced TRPM2 Channel Activation Play Central Roles in Oxidative Cytotoxicity and Inflammation in Microglia. Molecular Neurobiology, 57(8): 3508–3525. doi: 10.1007/S12035-020-01974-7.
Yıldızhan K, Öztürk A. 2022. Quipazine treatment exacerbates oxidative stress in glutamate-induced HT-22 neuronal cells. The European Research Journal, 8(4): 521–528. doi: 10.18621/EURJ.1027423.
Zhang XS, Lu Y, Li Wen, Tao T, Peng L, Wang WH, Gao S, Liu C, Zhuang Z, Xia DY, Hang CH, Li Wei. 2021. Astaxanthin ameliorates oxidative stress and neuronal apoptosis via SIRT1/NRF2/Prx2/ASK1/p38 after traumatic brain injury in mice. British Journal of Pharmacology, 178(5): 1114–1132. doi: 10.1111/BPH.15346.
İndir
Yayınlanmış
Nasıl Atıf Yapılır
Sayı
Bölüm
Lisans
Bu çalışma Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License ile lisanslanmıştır.
