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文献翻译Antioxidanteffectofquercetinagainstacutespinalcordinjuryinrats
Antioxidanteffectofquercetinagainstacutespinalcordinjuryinratsanditscorrelationwiththep38MAPK/iNOSsignalingpathway
橡黄素的抗氧化作用对大鼠急性脊髓损伤的治疗及其与p38MAPK/iNOS信号通路的联系
ABSTRACT
摘要
Aims:
Thepresentstudyaimedtoinvestigatethecorrelationbetweenquercetin(Que)andthep38mitogenactivatedproteinkinase/induciblenitricoxidesynthase(iNOS)signalingpathwayandtoexploreitsregulatingeffectonsecondaryoxidativestressfollowingacutespinalcordinjury(SCI),soastoelucidatetheprotectiveeffectsandmechanismassociatedwithQuetreatmentduringacuteSCI.
目的:
该研究目的是探究橡黄素和p38MAPK/iNOS信息转导通路的联系以及它对SCI后继发性氧化应激的调节作用,以便于阐明橡黄素治疗对急性SCI的保护作用和机制。
Mainmethods:
Sprague-Dawleyratswererandomlydividedintosham-surgery,SCI,Que,methylprednisolone(MP),andspecificp38MAPKinhibitorSB203580treatmentgroups.AcuteSCImodelswereestablishedinratsbyamodifiedAllen'smethod.Real-timePCRanalysis,westernblotassayandimmunohistochemistryformolecularchangesinthep38MAPK/iNOSsignalingpathway,determinationofmalondialdehyde(MDA)contentandsuperoxidedismutase(SOD)activity,reflectingthelevelsofsecondaryoxidativestress,andfunctionalorbehavioraldata,reflectingchangesinducedbyQueandcontroltreatmentspost-SCIwereperformed.
主要方法:
将SD大鼠随机分为假手术组,SCI组,橡黄素治疗组,甲强龙治疗组,SB(p38MAPK特异性抑制剂)治疗组。
用改良的Allen法建立大鼠急性SCI模型。
然后通过实时PCR分析,蛋白质印迹法分析(western分析)和免疫组化来测定p38MAPK/iNOS信息转导通路中的分子改变。
及通过检测MDA含量及SOD活性来反映继发性氧化应激的水平,通过功能或行为数据来反映橡黄素及对照治疗对SCI的作用。
Keyfindings:
QuesignificantlyincreasedBasso,BeattieandBresnahanscoresandinclinedplanetestscoresinSCIratssimilartothepositivecontroldrug,MP.Quesignificantlyinhibitedincreasesinphosphorylated-p38MAPK(p-p38MAPK)andiNOSexpressionandreducedtherateofiNOS-positivecellsinratswithSCI,similartotheeffectsofSB203580.Inaddition,bothQueandSB203580reducedMDAcontentandenhancedSODactivityinSCIrats,withQueeffectsbeingstronger.
主要发现:
橡黄素具有和阳性对照药MP相似的作用,即可以明显提高SCI大鼠的BBB评分和斜板实验评分。
与SB相似,橡黄素也能明显抑制SCI大鼠的p38MAPK/iNOS的表达以及减少其iNOS阳性细胞率。
此外,橡黄素和SB都可以降低SCI大鼠的MDA含量以及提高其SOD活性,其中橡黄素的作用相对更强。
Significance:
TheseexperimentalfindingsindicatethatinSCIrats,Quehasprotectiveeffectsonthespinalcordbythepotentialmechanismofinhibitingtheactivationofp38MAPK/iNOSsignalingpathwayandthusregulatingsecondaryoxidativestress.
意义:
这些实验结果表明,橡黄素通过对p38MAPK/iNOS信息转导通路激活的潜在抑制机制和对继发性氧化应激的调节作用来保护SCI脊髓。
Introduction
导言
(1)Quercetin(Que)isaflavonoidcommonlyfoundinfood,whereitispresentinhighconcentrationsinonion,apple,teaandwine,andalsoisanimportantflavonoidcomponentofavarietyofChineseherbs.
(2)Itisabsorbedintheintestine,andhasbeendemonstratedtobesafeandeffectivefortumorpatients(LamsonandBrignall,2000).(3)Queiswidelyavailableandeasytoextract,isolateanddetect(Papiezetal.,2008).(4)RecentevidenceindicatesthatQuehasmultiplebeneficialeffects(Chirumbolo,2012;Sekaranetal.,2012).(5)ManyofthebioactivefunctionsofQueareassociatedwithitsantioxidativeproperties(Abarikwuetal.,2012;Nabavietal.,2012).(6)QueexhibitsstrongereffectsonprotectingneuronsfromoxidativestressthanvitaminC,evenata10-foldlowerdosethanvitaminC.(7)ThisindicatesthatthebiologicalactionsofQueareassociatedwithitsabilitytoscavengefreeradicalandinteractwithimportantspecificproteinsofintracellularsignalingcascades.
(1)橡黄素是一种食物中常见的类黄酮,它在洋葱、苹果、茶和酒中含量较高,也是许多中草药中的黄酮类的重要组成部分。
(2)它一般在肠道被吸收,Lamson和Brignall的研究证明它对肿瘤病人无害甚至有治疗效果。
(3)Papiez等发现橡黄素应用广泛并且容易提取、分离及被检测到。
(4)而近期证据表明它对人体有多种益处。
(5)橡黄素的许多生物学功能与它的抗氧化特性有关。
(6)即使在剂量只有维生素C的十分之一的情况下它也能表现出比维生素C更强的使神经细胞免受氧化应激的作用。
(7)这表明,橡黄素的生物作用与其清除自由基的能力及其对细胞内信号级联反应的某些重要特异性蛋白的作用有关。
(1)Inadditiontodirectinjurycausedbyprimarytraumaafterspinalcordinjury(SCI),avarietyofextendedneuropathophysiologicalterationsoccur.
(2)SecondarySCIinvolvescomplexandnumeroussignaltransductionsystems,formingalargegeneregulationnetwork.(3)Withfurtherunderstandingofvarioussignalingpathways,advanceshavebeenmadeinblockingcertainsignalingpathwaysforthetreatmentofsecondarydamagefollowingSCI(Parketal.,2008;Songetal.,2013).(4)Themitogen-activatedproteinkinase(MAPK)signaltransductionpathwayisinvolvedindirectingcellularresponsestoadiversearrayofstimuli.(5)TheMAPKsuperfamilyincludesERK1/2,JNKandp38MAPK.(6)Thep38MAPKpathwayisresponsibleforstresssignalsfromavarietyofcells(Lawrenceetal.,2008;Ramanetal.,2007).(7)Continuousischemia/hypoxiapost-SCIinducesthereleaseofproinflammatorycytokinesfromnervecells,whichcaninduceinduciblenitricoxidesynthase(iNOS)geneexpression;iNOSisthekeyenzymethatcatalyzesthesynthesisofnitricoxide(NO)fromL-arginine.(8)ExcessiveNOcanbindsuperoxideanionstoformONOO−,whichhashighoxidativeactivitythatcanleadtooxidativestess.Oxidativestresshasbeenreportedasoneearliestbiochemicalchangespost-SCI,andanimportantfactorcontributingtodeteriorationoftheprimaryinjury,whichplaysakeyroleinsecondarydamagefollowingSCI(JuurlinkandPaterson,1998).(9)Malondialdehyde(MDA)istheendproductoflipidperoxidationandsuperoxidedismutase(SOD)isanimportantscavengerenzymeoffreeradicals.(10)ThepresentstudydeterminedMDAcontentandSODactivityinthespinalcordtissuestoevaluateoxidativestressinjurysecondarytoSCI.
(1)SCI后,除了原发性创伤引起的直接损伤,亦可引起各种神经病理生理改变。
(2)继发性脊髓损伤更是与复杂而庞大的信号转导系统相关联,形成了一个巨大的基因调控网。
(3)由于对各种传导通路更进一步的了解,使得通过阻断某些信号通路来治疗急性脊髓损伤后的继发性损害的研究取得了进展。
(4)MAPK信号转换通路与对各种不同的刺激的直接细胞反应有关。
(5)MAPK家族包括ERK1/2,JNK和p38MAPK。
(6)P38MAPK通路使多种细胞释放应激信号。
(7)SCI后持续性的缺血或组织缺氧会导致神经细胞释放促炎性细胞因子,而促炎性细胞因子可以诱导诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)的基因表达,iNOS是催化L-精氨酸合成NO的关键酶。
(8)过量的NO可以与过氧离子结合成ONOO-,ONOO的强氧化活性可以导致氧化应激,据报道,氧化应激是SCI后最早的生物氧化改变,也是导致初始损伤恶化的一个重要因素,而初始损伤又在SCI后的继发损伤中起到关键作用。
(9)丙二醛(MDA)是脂质过氧化反应的最终产物,超氧化物岐化酶(SOD)是一种重要的自由基清洁酶。
(10)目前的研究结果认为通过脊髓组织中MDA的含量与SOD的活性来评估SCI后的氧化应激损伤。
Inaddition,weusedmethylprednisolone(MP),whichhasbeenclinicallyusedtotreatSCI,aspositivecontroldrug.Basso,BeattieandBresnahan(BBB)scoresandinclinedplanetestscoreswererecordedtoevaluatetherecoveryofspinalcordmotorfunctioninSCIrats.Thespecificp38MAPKinhibitor,SB203580,wasalsousedaspositivecontroldrugtoinvestigatecorrelationbetweenQueandthep38MAPK/iNOSsignalingpathway,andtoexploreitsregulatingeffectonoxidativestressinjuryfollowingSCI,soastoelucidatethepotentialprotectivemechanismofQueagainstacuteSCI.
此外,我们用已经在临床上用来治疗SCI的甲强龙做阳性对照药,通过测量BBB评分和斜板试验评分来评估SCI大鼠的脊髓运动功能的恢复情况;为了阐述橡黄素对急性SCI的潜在的保护作用。
我们用p38MAPK的特异性抑制剂SB203580作为阳性对照药来研究橡黄素和p38MAPK/iNOS信号通路之间的联系以及它对SCI后的氧化应激损害的调节作用。
Materialsandmethods
材料和方法
Establishmentofspinalcordinjuryratmodel
大鼠脊髓损伤模型的建立
Underasepticconditions,allsurgerieswereperformed.
(1)AdultmaleSprague–Dawleyrats,ofspecificpathogen-freegrade,weighing200–250g,wereanesthetized,amedianlongitudinalincisionwasmadeonthebacksofrats,takingtheT10spinousprocessasthecenter.Laminectomywasperformedusingrongeurstoexposethespinalcordoverabout10mm;then,acuteSCIwasinducedusingthemodifiedAllendeviceat40g·cmasreportedpreviously(Perotetal.,1987;Sribnicketal.,2012).
(2)Ratsofthesham-surgerygroupunderwentlaminectomyalone.(3)Localwoundsweredisinfectedonceperday.Thebladderwassqueezedtoassistvoidinguntilareflexbladderwasestablished.(4)Allexperimentalratswereindividuallyfedintheanimalhouseholdingthetemperatureat25°Candallowedfreeaccesstofood.(5)Appearanceofsymptomssuchasdelayedparalysisofbothlowerlimbsafterrecoveryfromanesthesia,retraction-likeflutteroflowerlimbsandbody,andwaggingreflectionconfirmedthesuccessfulestablishmentofSCIratmodel.(6)TheexperimentalprotocolsforliveandpostoperativeanimalcareofanimalswereapprovedbytheManagementCommitteeofExperimentalAnimalCenterofNantongUniversity,China;andwereaccordingtotheGuidanceSuggestionsfortheCareandUseofLaboratoryAnimals,formulatedbytheMinistryofScienceandTechnologyofthePeople'sRepublicofChina.
在无菌条件下进行一下所有操作。
雄性清洁级SD大鼠,体重200-250g每只,麻醉满意后,以t10棘突为中心在大鼠后背做纵行正中切口,然后用咬骨钳行椎扳切除术从而暴露脊髓长度超过10mm。
接着按已经报导过的改良Allen法制作大鼠急性SCI模型。
(2)而假手术组只行椎扳切除术。
(3)每天对伤口周围消毒一次,对大鼠膀胱挤压排尿直到能自己控制排尿。
(4)在实验中,所有老鼠都分开饲养在25℃动物房,保证饮食充足。
(5)麻醉清醒后大鼠如果出现双下肢长时间瘫痪,下肢和身体收缩样震颤以及摆动反射,则证明造模成功。
(6)手术后存活下来的大鼠的实验计划通过了南通大学动物实验中心管理委员会审核,并且遵照中华人民共和国科教部颁布的《实验室动物的饲养与使用的指导建议》执行。
Groupingandadministration
分组与管理
(1)FivegroupswithrandomlydividedSprague–Dawleyrats:
ashamsurgerygroup,anSCIgroup,anSCI+Que(InstituteofPhytochemistry,ChinaPharmaceuticalUniversity,China)group,anSCI+MP(PharmaciaNV/SA)group,andanSCI+SB203580(Sigma,USA)group.
(2)Ineachgroup,therewere48rats,whichwererandomlydistributedinto4h,12h,1day,3days,7days,and14dayssubgroups(n=8).
(1)将SD大鼠随机分为以下五组:
假手术组;SCI组;SCI+橡黄素治疗(来源于中国药科大学植物药学学院)治疗组;SCI+甲强龙(NV/SA公司)治疗组以及SCI+SB203580(美国sigma)治疗组。
(2)每组随机分配48只大鼠,按照术后测量时间将每组的老鼠随机分为4h、12h、1天、3天、1周、2周等六个小分组,每个小分组8只老鼠。
RatswereintraperitoneallyinjectedwithQue0.2mg/kgperday,MP30mg/kgperday,andSB20358010mg/kgperday(5mg/mlfullydissolvedintodimethylsulfoxide)intheQue,MPandSB203580treatmentgroups,respectively,at1hpost-surgery.Eachgroupwasgiventhesameamountofvehicle.
在手术一小时后,分别往各橡黄素组、甲强龙组、SB组的老鼠腹膜注射橡黄素0.2mg/kg/天,甲强龙30mg/kg/天,SB20358010mg/kg/天(5mg/ml充分地溶入二甲亚砜),并且给每组等量的溶剂。
Behavioralassessment
行为评估
BBBscoresandinclinedplanetestscoreswererecordedtoassessthespinalcordmotorfunctioninratsat20:
00daily(ASandTator,1977;Bassoetal.,1996).
每晚八点记录大鼠的BBB评分和斜板试验评分,来评估其
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