استرس اکسیداتیو و التهاب و کاهش بیان miRNA-149 در استریاتوم در مدل ایسکمیک-رپرفیوژن سکته مغزی در موش صحرایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم جانوری و زیست دریا، دانشکده علوم زیستی و بیوتکنولوژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 موسسه علوم شناختی و مغز، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه زیست شناسی سلولی-مولکولی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

4 مرکز تحقیقات نوروفیزیولوژی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: سکته مغزی ایسکمیک جزء علل اصلی مرگ و ناتوانی در جهان است. درمان‌ها با وجود پیشرفت‌ها هنوز هم به نتایج مطلوبی نرسیده است. ازآنجاکه میکروRNAها می‌توانند به‌عنوان کاندیدهای مطلوبی برای تشخیص و یا درمان سکته مغزی مورد بررسی قرار گیرند، در این تحقیق به بررسی تأثیر سکته مغزی ایسکمیک بر استرس اکسیداتیو، التهاب و بیان miRNA149-5p در ناحیه استریاتوم در مدل آسیب ایسکمیک-رپرفیوژن مغز موش صحرایی پرداخته شده است.
مواد و روش ها: 42 سر موش نر نژاد ویستار به دو گروه شم و ایسکمیک تقسیم شدند. سپس با استفاده از مدل انسداد شریان مرکزی مغز، ایسکمی مغزی در گروه مورد نظر ایجاد شد. پس از 24 ساعت، نقایص عصبی، ادم مغزی، نفوذپذیری سد خونی-مغزی، بیان miRNA149-5p و آنزیم‌های مرتبط با استرس اکسیداتیو و التهاب در ناحیه استریاتوم، مورد ارزیابی قرار گرفت. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارGraphPad Prism  و تست آماری تی غیرمزدوج مورد بررسی آماری قرار گرفتند.
نتایج: نتایج این مطالعه نشان داد که سکته مغزی ایسکمیک باعث کاهش عملکرد عصبی و افزایش ادم مغزی و نفوذپذیری سد خونی-مغزی شد. از طرف دیگر منجر به افزایش سطح فاکتورهای اکسیدانی و التهابی و کاهش سطح فاکتورهای آنتی‌اکسیدانی در استریاتوم شد. همچنین مشاهده شد که سکته مغزی ایسکمیک تأثیر معنا‌داری بر کاهش بیان miRNA149-5p دارد.
نتیجه‌گیری: این تحقیق نشان داد miRNA149-5p در موش‌های تحت سکته مغزی تغییر می‌کند. این یافته ممکن است به درک بهتر در روش‌های درمانی و تشخیص سکته مغزی کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Striatal oxidative stress and inflammation and lower expression of miRNA-149 in ischemic-reperfusion murine model of stroke

نویسندگان [English]

  • Samira Vahidi 1
  • Mohammad Reza Bigdeli 2
  • Hosein Shahsavarani 3
  • Salma Ahmadlou 1
  • Mehrdad Roghani 4
1 Department of Animal Science and Marine Biology, Faculty of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, IranInstitute for Cognitive and Brain Science, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 IranInstitute for Cognitive and Brain Science, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Neurophysiology Research Center, Shahed University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Objective: Ischemic stroke is one of the main causes of death and disability in the world. Despite advancements, treatments have not achieved the desired results yet. Since microRNAs can be promising candidates for ischemic stroke diagnosis and treatment, this study investigated the impact of ischemic stroke on oxidative stress, inflammation, and miRNA149-5p expression in the striatum region in a rat model of ischemia-reperfusion brain injury.
Materials and Methods: In this research, 42 Male Wistar rats were divided into sham and ischemic groups. Using the middle cerebral artery occlusion (MCAO) model, cerebral ischemia was induced in the target group. After 24 hours, neurological deficits, cerebral edema, blood-brain barrier permeability, miRNA149-5p expression, and enzymes related to oxidative stress and inflammation were evaluated. Data were statistically analyzed using GraphPad Prism software and unpaired t test.
Results: The results of this study indicated that ischemic stroke leads to a decrease in neurological function, increased cerebral edema, and higher blood-brain barrier permeability. Furthermore, it resulted in elevated levels of oxidative and inflammatory factors and reduced levels of antioxidant factors in the striatum region. Additionally, ischemic stroke significantly caused downregulation of miRNA149-5p expression.
Conclusion: This study demonstrated that miRNA149-5p changes in rats subjected to ischemic stroke. This finding could contribute to a better understanding of therapeutic and diagnostic methods for stroke.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ischemic stroke
  • MiRNA149-5p
  • Neurological defects
  • Blood-brain barrier permeability
  • Cerebral edema

مراجع

  1. Kuriakose D, Xiao Z. Pathophysiology and Treatment of Stroke: Present Status and Future Perspectives. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(20):7609.
  2. Wajngarten M, Silva GS. Hypertension and Stroke: Update on Treatment. European Cardiology Review. 2019;14(2):111–5.
  3. Bamford IJ, Bamford NS. The Striatum’s Role in Executing Rational and Irrational Economic Behaviors. The Neuroscientist: A Review Journal Bringing Neurobiology, Neurology and Psychiatry. 2019;25(5):475–90.
  4. Lima RR, Santana LNS, Fernandes RM, Nascimento EM, Oliveira ACA, Fernandes LMP, et al. Neurodegeneration and Glial Response after Acute Striatal Stroke: Histological Basis for Neuroprotective Studies. Oxidative Medicine and Cellular Longevit. 2016:3173564.
  5. Wu L, Xiong X, Wu X, Ye Y, Jian Z, Zhi Z, et al. Targeting Oxidative Stress and Inflammation to Prevent Ischemia-Reperfusion Injury. Frontiers in Molecular Neuroscience.2020;13:28.
  6. Singh TP, Weinstein JR, Murphy SP. Stroke: Basic and Clinical. Advances in Neurobiology.2017;15:281–93.
  7. Eyileten C, Wicik Z, De Rosa S, Mirowska-Guzel D, Soplinska A, Indolfi C, et al. MicroRNAs as Diagnostic and Prognostic Biomarkers in Ischemic Stroke—A Comprehensive Review and Bioinformatic Analysis. Cells. 2018;7(12):249.
  8. Saliminejad K, Khorram Khorshid HR, Soleymani Fard S, Ghaffari SH. An overview of microRNAs: Biology, functions, therapeutics, and analysis methods. Journal of Cellular Physiology. 2019;234(5):5451–65.
  9. Wang Y, Su X, Leung GHD, Ren B, Zhang Q, Xiong Z, et al. Circulating microRNAs as diagnostic biomarkers for ischemic stroke: evidence from comprehensive analysis and real-world validation. International Journal of Medical Sciences. 2023;20(8):1009–23.
  10. Khoshnam SE, Winlow W, Farbood Y, Moghaddam HF, Farzaneh M. Emerging Roles of microRNAs in Ischemic Stroke: As Possible Therapeutic Agents. Journal of Stroke. 2017;19(2):166–87.
  11. Liu S, Fan M, Zheng Q, Hao S, Yang L, Xia Q, et al. MicroRNAs in Alzheimer’s disease: Potential diagnostic markers and therapeutic targets. Biomedicine & Pharmacotherapy.2022;148:112681.
  12. Ren F jia, Yao Y, Cai X yu, Cai Y ting, Su Q, Fang G ying. MiR-149-5p: An Important miRNA Regulated by Competing Endogenous RNAs in Diverse Human Cancers. Frontiers in Oncology.2021;11:743077.
  13. Ruan D, Liu Y, Wang X, Yang D, Sun Y. miR-149-5p protects against high glucose-induced pancreatic beta cell apoptosis via targeting the BH3-only protein BIM. Experimental and Molecular Pathology.2019;110:104279.
  14. Khidr EG, Abulsoud AI, Doghish AA, El-Mahdy HA, Ismail A, Elballal MS, et al. The potential role of miRNAs in the pathogenesis of cardiovascular diseases - A focus on signaling pathways interplay. Pathology, Research and Practice.2023;248:154624.
  15. Qin C, Lv Y, Zhao H, Yang B, Zhang P. MicroRNA-149 Suppresses Inflammation in Nucleus Pulposus Cells of Intervertebral Discs by Regulating MyD88. Medical Science Monitor: International Medical Journal of Experimental and Clinical Research.2019;25:4892–900.
  16. He Y, Yu D, Zhu L, Zhong S, Zhao J, Tang J. miR-149 in Human Cancer: A Systemic Review. Journal of Cancer. 2018;9(2):375–88.
  17. Longa EZ, Weinstein PR, Carlson S, Cummins R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 1989;20(1):84–91.
  18. Albazal A, Delshad AA, Roghani M. Melatonin reverses cognitive deficits in streptozotocin-induced type 1 diabetes in the rat through attenuation of oxidative stress and inflammation. Journal of Chemical Neuroanatomy.2021;112:101902.
  19. Bulygin KV, Beeraka NM, Saitgareeva AR, Nikolenko VN, Gareev I, Beylerli O, et al. Can miRNAs Be Considered as Diagnostic and Therapeutic Molecules in Ischemic Stroke Pathogenesis?-Current Status. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(18):6728.
  20. Kamal FZ, Lefter R, Jaber H, Balmus IM, Ciobica A, Iordache AC. The Role of Potential Oxidative Biomarkers in the Prognosis of Acute Ischemic Stroke and the Exploration of Antioxidants as Possible Preventive and Treatment Options. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(7):6389.
  21. Lee RHC, Lee MHH, Wu CYC, Couto e Silva A, Possoit HE, Hsieh TH, et al. Cerebral ischemia and neuroregeneration. Neural Regeneration Research. 2018;13(3):373–85.
  22. Cataldi S, Stanley AT, Miniaci MC, Sulzer D. Interpreting the role of the striatum during multiple phases of motor learning. The FEBS Journal. 2022;289(8):2263–81.
  23. Sun P, Hamblin MH, Yin KJ. Non-coding RNAs in the regulation of blood–brain barrier functions in central nervous system disorders. Fluids and Barriers of the CNS.2022;19:27.
  24. Pan J, Qu M, Li Y, Wang L, Zhang L, Wang Y, et al. MicroRNA-126-3p/-5p Overexpression Attenuates Blood-Brain Barrier Disruption in a Mouse Model of Middle Cerebral Artery Occlusion. Stroke. 2020;51(2):619–27.
  25. Neag MA, Mitre AO, Burlacu CC, Inceu AI, Mihu C, Melincovici CS, et al. miRNA Involvement in Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury. Frontiers in Neuroscience.2022;16:901360.
  26. Yu S, Zhai J, Yu J, Yang Q, Yang J. miR-98-5p protects against cerebral ischemia/reperfusion injury through anti-apoptosis and anti-oxidative stress in mice. Journal of Biochemistry. 2021;169(2):195–206.
  27. Huang S, Ge X, Yu J, Han Z, Yin Z, Li Y, et al. Increased miR-124-3p in microglial exosomes following traumatic brain injury inhibits neuronal inflammation and contributes to neurite outgrowth via their transfer into neurons. FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2018;32(1):512–28.
  28. Liu Y, Zhang J, Han R, Liu H, Sun D, Liu X. Downregulation of serum brain specific microRNA is associated with inflammation and infarct volume in acute ischemic stroke. Journal of Clinical Neuroscience: Official Journal of the Neurosurgical Society of Australasia. 2015;22(2):291–5.
  29. Xin H, Li Y, Buller B, Katakowski M, zhang Y, Wang X, et al. Exosome-Mediated Transfer of miR-133b from Multipotent Mesenchymal Stromal Cells to Neural Cells Contributes to Neurite Outgrowth. Stem Cells (Dayton, Ohio). 2012;30(7):1556–64.
  30. Jurcau A, Ardelean AI. Oxidative Stress in Ischemia/Reperfusion Injuries following Acute Ischemic Stroke. Biomedicines. 2022;10(3):574.
  31. Mao R, Zong N, Hu Y, Chen Y, Xu Y. Neuronal Death Mechanisms and Therapeutic Strategy in Ischemic Stroke. Neuroscience Bulletin. 2022;38(10):1229–47.
  32. Uzdensky AB. Apoptosis regulation in the penumbra after ischemic stroke: expression of pro- and antiapoptotic proteins. Apoptosis: An International Journal on Programmed Cell Death. 2019;24(9–10):687–702.
  33. Tian P, Yan L. Inhibition of MicroRNA-149-5p Induces Apoptosis of Acute Myeloid Leukemia Cell Line THP-1 by Targeting Fas Ligand (FASLG). Medical Science Monitor: International Medical Journal of Experimental and Clinical Research.2016;22:5116–23.
  34. Fujii T, Shimada K, Tatsumi Y, Fujimoto K, Konishi N. Syndecan-1 responsive microRNA-126 and 149 regulate cell proliferation in prostate cancer. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2015;456(1):183–9.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار