تأثیر مسدودکنند ههای گیرند ههای آلفا و بتا آدرنرژیک بر بیان ژ نهای آپوپتوتیک و تکثیری در سلو لهای بنیادی عصبی مشتق از هیپوکامپ تیمارشده با نور اپی نفرین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم تشریح، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی زنجان، زنجان، ایران

10.22118/jsmj.2022.336646.2815

چکیده

زمینه و هدف استرس کنتر لنشده از طریق تغییر مورفولوژی و میزان تکثیر سلو لهای پی شساز هیپوکامپ بر حافظه وابسته به هیپوکامپ
تأثیر م یگذارد.
روش بررسی در این مطالعه تجربی، سلو لهای بنیادی عصبی مشتق از هیپوکامپ نوزاد مو ش صحرایی استخراج و برای تولید نوروسفر
در محیط عاری از سرم و مکم لها کشت داده شدند. به منظور تأیید سلو لهای بنیادی عصبی القاشده، از آنت یبادی نستین استفاده شد.
میزان تکثیر سلولی و سمیت سلولی ناشی از تأثیر نوراپی نفرین با روش MTT بررسی شد. سلو لهای بنیادی عصبی در گرو ههای آزمایشی
کنترل )تیما رنشده(، NE )تیمارشده با نوراپ ینفرین(، Pro )پیش تیمارشده با مسدودکننده گیرنده بتا پروپرانولول و سپس نوراپ ینفرین(،
Pra )پیش تیمارشده با مسدودکننده گیرنده آلفا پرازوسین و سپس نوراپ ینفرین( و Syn )پیش تیمارشده با پروپرانولول و پرازوسین و
سپس نوراپی نفرین( تقسیم شدند. میزان بیان ژ نهای Stk4، Caspase-3 و Sox2 با استفاده از تکنیک Real-time RT-PCR مورد
ارزیابی قرار گرفت.
یافت هها نتایج فلوسایتومتری بیان ژن نستین را تأیید کرد. بررسی کمی ژ نها نشان داد نوراپی نفرین، میزان سطح بیان ژن Sox2 را افزایش
م یدهد. همچنین، در گرو ههایی که با پرازوسین تیمارشده بودند، میزان بیان ژ نهای Stk4 و Caspase-3 افزایش داشت.
نتیج هگیری اثر نوراپی نفرین بر سلو لهای بنیادی عصبی مشتق از هیپوکامپ وابسته به گیرنده است و افزایش نوراپی نفرین در اثر استرس
مزمن م یتواند مانند یک تیغ دو لبه منجر به تکثیر یا آپوپتوز در سلو لهای بنیادی عصبی شود.

کلیدواژه‌ها


[1] McEwen BS. Stress and hippocampal plasticity. Annu Rev
Neurosci. 1999; 22:105-22. [DOI:10.1146/annurev.neuro.
22.1.105] [PMID]
[2] Kim EJ, Pellman B, Kim JJ. Stress effects on the hippocampus:
A critical review.Learn Mem. 2015; 22(9):411-6. [DOI:10.1101/
lm.037291.114] [PMID] [PMCID]
[3] Krugers HJ, Lucassen PJ, Karst H, Joëls M. Chronic stress effects
on hippocampal structure and synaptic function: Relevance
for depression and normalization by anti-glucocorticoid treatment.
Front Synaptic Neurosci. 2010; 2:24. [PMID]
[4] Schoenfeld TJ, Gould E. Stress, stress hormones, and adult neurogenesis.
Exp Neurol. 2012; 233(1):12-21. [DOI:10.1016/j.
expneurol.2011.01.008] [PMID] [PMCID]
[5] Borodovitsyna O, Joshi N, Chandler D. Persistent stress-induced
neuroplastic changes in the locus coeruleus/norepinephrine
system. Neural Plast. 2018; 2018:1892570. [PMID]
[PMCID]
[6] Zorrilla EP, Logrip ML, Koob GF. Corticotropin releasing factor:
A key role in the neurobiology of addiction. Front Neuroendocrinol.
2014; 35(2):234-44. [DOI:10.1016/j.yfrne.2014.01.001]
[PMID] [PMCID]
[7] Dunn AJ, Swiergiel AH, Palamarchouk V. Brain circuits involved
in corticotropin-releasing factor-norepinephrine interactions
during stress. Ann N Y Acad Sci. 2004; 1018:25-34.
[DOI:10.1196/annals.1296.003] [PMID]
[8] Goldstein DS. Catecholamines 101. Clin Auton Res. 2010;
20(6):331-52. [PMID] [PMCID]
[9] Ferrucci M, Giorgi FS, Bartalucci A, Busceti CL, Fornai F. The effects
of locus coeruleus and norepinephrine in methamphetamine
toxicity. Curr Neuropharmacol. 2013; 11(1):80-94. [DOI:
10.2174/157015913804999522] [PMID] [PMCID]
[10] Mitchell HA, Weinshenker D. Good night and good luck:
Norepinephrine in sleep pharmacology. Biochem Pharmacol.
2010; 79(6):801-9. [DOI:10.1016/j.bcp.2009.10.004] [PMID]
[PMCID]
[11] Borodovitsyna O, Flamini M, Chandler D. Noradrenergic
modulation of cognition in health and disease. Neural Plast.
2017; 2017:6031478. [DOI:10.1155/2017/6031478] [PMID]
[PMCID]
[12] O'Donnell J, Zeppenfeld D, McConnell E, Pena S, Nedergaard
M. Norepinephrine: A neuromodulator that boosts the function
of multiple cell types to optimize CNS performance. Neurochem
Res. 2012; 37(11):2496-512. [DOI:10.1007/s11064-
012-0818-x] [PMID] [PMCID]
[13] Jhaveri DJ, Mackay EW, Hamlin AS, Marathe SV, Nandam
LS, Vaidya VA, et al. Norepinephrine directly activates adult
hippocampal precursors via beta3-adrenergic receptors. J
Neurosci. 2010; 30(7):2795-806. [DOI:10.1523/JNEUROSCI.
3780-09.2010] [PMID] [PMCID]
[14] O’Donnell J, Ding F, Nedergaard M. Distinct functional states
of astrocytes during sleep and wakefulness: Is norepinephrine
the master regulator? Curr Sleep Med Rep. 2015; 1(1):1-8.
[PMID] [PMCID]
[15] Gepdiremen A, Sönmez S, Kiziltunç A, Ikbal M, Erman F, Düzenli
S. Effects of norepinephrine on NMDA-induced neurotoxicity in
cerebellar granular cell culture of rat pups. Fundam Clin Pharmacol.
1998; 12(5):517-20. [DOI:10.1111/j.1472-8206.1998.
tb00980.x] [PMID]
[16] Liu M, Wan L, Bin Y, Xiang J. Role of norepinephrine in Aβ-
related neurotoxicity: Dual interactions with Tyr10 and SNK
(26-28) of Aβ. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 2017;
49(2):170-8. [DOI:10.1093/abbs/gmw126] [PMID]
[17] Abdanipour A, Nikfar A, Nikbakht Rad M, Jafari Anarkooli
I, Mansouri M. Neuroprotective effect of L-deprenyl on the
expression level of the Mst1 gene and inhibition of apoptosis
in rat-model spinal cord injury.Iran J Basic Med Sci. 2022;
25(1):53-9. [PMID]
[18] Rawat SJ, Chernoff J. Regulation of mammalian Ste20 (Mst)
kinases. Trends Biochem Sci. 2015; 40(3):149-56. [PMID] [PMCID]
[19] Jin X, Zhu L, Xiao S, Cui Z, Tang J, Yu J, et al. MST1 inhibits the
progression of breast cancer by regulating the Hippo signaling
pathway and may serve as a prognostic biomarker. Mol Med
Rep. 2021; 23(5):383. [DOI:10.3892/mmr.2021.12022] [PMID]
[PMCID]
[20] Mustafi D, Palczewski K. Topology of class A G protein-coupled
receptors: Insights gained from crystal structures of rhodopsins,
adrenergic and adenosine receptors. Mol Pharmacol.
2009; 75(1):1-12. [DOI:10.1124/mol.108.051938] [PMID]
[PMCID]
[21] McCorry LK. Physiology of the autonomic nervous system.
Am J Pharm Educ. 2007; 71(4):78. [PMID] [PMCID]
[22] Bylund M, Andersson E, Novitch BG, Muhr J. Vertebrate neurogenesis
is counteracted by Sox1-3 activity. Nat Neurosci.
2003; 6(11):1162-8. [PMID]
[23] Han DW, Tapia N, Hermann A, Hemmer K, Höing S, Araúzo-
Bravo MJ, et al. Direct reprogramming of fibroblasts into neural
stem cells by defined factors. Cell Stem Cell. 2012; 10(4):465-
72. [DOI:10.1016/j.stem.2012.02.021] [PMID]
[24] Betteridge DJ. What is oxidative stress? Metabolism. 2000;
49(2 Suppl 1):3-8. [DOI:10.1016/s0026-0495(00)80077-3]
[PMID]
[25] Sankari SL, Masthan KM, Babu NA, Bhattacharjee T, Elumalai
M. Apoptosis in cancer--an update. Asian Pac J Cancer Prev.
2012; 13(10):4873-8. [PMID]
[26] Prasad S, Sung B, Aggarwal BB. Age-associated chronic diseases
require age-old medicine: Role of chronic inflammation.
Preventive Medicine. 2012; 54:S29-37. [DOI:10.1016/j.
ypmed.2011.11.011]
[27] Xiong F, Gao H, Zhen Y, Chen X, Lin W, Shen J, et al. Optimal
time for passaging neurospheres based on primary neural
stem cell cultures. Cytotechnology. 2011; 63(6):621-31.
[PMID] [PMCID]
Zakiye Davar, et al. The Effect of Alpha- and Beta-adrenergic Receptor Blocker on Stk4, Caspase-3, and Sox2 mRNA Expression. JSMJ. 2022; 21(1):138-151
151
March and April 2022. Volume 21. Number 1
[28] Bernal A, Arranz L. Nestin-expressing progenitor cells: Function,
identity and therapeutic implications. Cell Mol Life Sci.
2018; 75(12):2177-95. [PMID] [PMCID]
[29] Wang L, Liu H, Chen X, Zhang M, Xie K, Ma Q. Immune sculpting
of norepinephrine on MHC-I, B7-1, IDO and B7-H1 expression
and regulation of proliferation and invasion in pancreatic
carcinoma cells. PloS One. 2012; 7(9):e45491. [PMID] [PMCID]
[30] Ma M, Wang L, Ma Y, Yang Y, Chen B, Zhu X. [Effects of norepinephrine
on proliferation and apoptosis of neonatal cardiac
fibroblasts in rats (Chinese]. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za
Zhi. 2015; 43(6):542-7. [Link]
[31] Ursino MG, Vasina V, Raschi E, Crema F, De Ponti F. The Beta3-
adrenoceptor as a therapeutic target: Current perspectives.
Pharmacol Res. 2009; 59(4):221-34. [DOI:10.1016/j.
phrs.2009.01.002] [PMID]
[32] Nakagawa S, Kim JE, Lee R, Malberg JE, Chen J, Steffen C, et
al. Regulation of neurogenesis in adult mouse hippocampus
by cAMP and the cAMP response element-binding protein.
J Neurosci. 2002; 22(9):3673-82. [DOI:10.1523/JNEUROSCI.
22-09-03673.2002] [PMID] [PMCID]
[33] Rizk P, Salazar J, Raisman-Vozari R, Marien M, Ruberg M,
Colpaert F, et al. The alpha2-adrenoceptor antagonist dexefaroxan
enhances hippocampal neurogenesis by increasing
the survival and differentiation of new granule cells. Neuropsychopharmacology.
2006; 31(6):1146-57. [DOI:10.1038/
sj.npp.1300954] [PMID]
[34] Cinnamon Bidwell L, Dew RE, Kollins SH. Alpha-2 adrenergic
receptors and attention-deficit/hyperactivity disorder. Curr
Psychiatry Rep. 2010; 12(5):366-73. [DOI:10.1007/s11920-
010-0136-4] [PMID] [PMCID]
[35] Kim CH, Ko IG, Kim SE, Shin MS, Kang YH, Cho JW, et al.
Alpha1-adrenoceptor antagonists improve memory by activating
N-methyl-D-aspartate-induced ion currents in the rat
hippocampus. Int Neurourol J. 2015; 19(4):228-36. [PMID]
[PMCID]
[36] Luo Q, Wang X, Liu R, Qiao H, Wang P, Jiang C, et al. Alpha1Aadrenoceptor
is involved in norepinephrine-induced proliferation
of pulmonary artery smooth muscle cells via CaMKII signaling.
J Cell Biochem. 2019; 120(6):9345-55. [PMID]
[37] Zhang M, Tao W, Yuan Z, Liu Y. Mst-1 deficiency promotes
post-traumatic spinal motor neuron survival via enhancement
of autophagy flux. J Neurochem. 2017; 143(2):244-56.
[DOI:10.1111/jnc.14154] [PMID]
[38] Jhaveri DJ, Nanavaty I, Prosper BW, Marathe S, Husain BF,
Kernie SG, et al. Opposing effects of alpha2- and beta-adrenergic
receptor stimulation on quiescent neural precursor cell
activity and adult hippocampal neurogenesis. PloS One. 2014;
9(6):e98736. [PMID] [PMCID]
[39] Lorenz J, Schäfer N, Bauer R, Jenei-Lanzl Z, Springorum RH,
Grässel S. Norepinephrine modulates osteoarthritic chondrocyte
metabolism and inflammatory responses. Osteoarthritis
Cartilage. 2016; 24(2):325-34. [PMID]
[40] Yuan F, Xie Q, Wu J, Bai Y, Mao B, Dong Y, et al. MST1 promotes
apoptosis through regulating Sirt1-dependent p53 deacetylation.
J Biol Chem. 2011; 286(9):6940-5. [PMID] [PMCID]
[41] Schoenfeld TJ, McCausland HC, Morris HD, Padmanaban
V, Cameron HA. Stress and loss of adult neurogenesis differentially
reduce hippocampal volume. Biol Psychiatry. 2017;
82(12):914-23. [DOI:10.1016/j.biopsych.2017.05.013] [PMID]
[PMCID]
[42] Makino S, Smith MA, Gold PW. Regulatory role of glucocorticoids
and glucocorticoid receptor mRNA levels on tyrosine
hydroxylase gene expression in the locus coeruleus during repeated
immobilization stress. Brain Res. 2002; 943(2):216-23.
[PMID]
[43] Schloesser RJ, Jimenez DV, Hardy NF, Paredes D, Catlow BJ,
Manji HK, et al. Atrophy of pyramidal neurons and increased
stress-induced glutamate levels in CA3 following chronic
suppression of adult neurogenesis. Brain Struct Funct. 2014;
219(3):1139-48. [DOI:10.1007/s00429-013-0532-8] [PMID]
[PMCID]
[44] Wan CR, Han DD, Xu JQ, Yin P, Xu XL, Mei C, et al. Jujuboside
A attenuates norepinephrine-induced apoptosis of H9c2
cardiomyocytes by modulating MAPK and AKT signaling pathways.
Mol Med Rep. 2018; 17(1):1132-40. [DOI:10.3892/
mmr.2017.7938]
دوره 21، شماره 1 - شماره پیاپی 136
فروردین و اردیبهشت 1401
صفحه 138-151
  • تاریخ دریافت: 19 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری: 26 مرداد 1401
  • تاریخ پذیرش: 26 مرداد 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 26 مرداد 1401