Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của Natri Phenylbutyrate đối với sự thay đổi hành vi do Lipopolysaccharide gây ra thông qua việc giảm thiểu stress oxy hóa và chuỗi viêm thần kinh
Tóm tắt
Căng thẳng oxido-nitrosative, viêm thần kinh và mức giảm của các yếu tố thần kinh (neurotrophins) đều có liên quan đến bệnh lý của lo âu và trầm cảm. Một vài nghiên cứu gần đây đã tiết lộ vai trò của căng thẳng lưới nội chất (ER) trong bệnh lý của stress và trầm cảm. Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là điều tra khả năng bảo vệ thần kinh của natri phenylbutyrate (SPB), một chất ức chế căng thẳng ER đối với hành vi lo âu và trầm cảm được gây ra bởi lipopolysaccharide (LPS) ở chuột Swiss albino. Hành vi lo âu và trầm cảm được khởi phát bằng cách tiêm LPS (0,83 mg/kg; i.p.). Nhiều thử nghiệm hành vi đã được thực hiện để đánh giá hành vi lo âu và trầm cảm ở chuột. Kỹ thuật PCR thời gian thực được sử dụng để phát hiện và xác định mức biểu hiện của các dấu hiệu căng thẳng ER (protein điều hòa glucose 78 kDa (GRP78) và protein liên kết CCAAT/enhancer đồng nhất (CHOP)). Việc tiền điều trị bằng SPB đã cải thiện một cách đáng kể hành vi lo âu và trầm cảm do LPS gây ra, như được thể hiện qua kết quả của các chế độ hành vi. Căng thẳng oxy hóa do LPS gây ra đã được cải thiện bởi việc tiền điều trị SPB ở vùng hippocampus (HC) và vỏ não trước trán (PFC). Viêm thần kinh đã giảm đáng kể nhờ tiền điều trị SPB ở những con chuột được tiêm LPS, như việc giảm các cytokine viêm (IL-1β và TNF-α). Quan trọng hơn, việc tiêm LPS đã làm tăng đáng kể mức biểu hiện mRNA GRP78 trong HC, điều này gợi ý đến sự tham gia của phản ứng protein chưa gấp (UPR) trong những bất thường hành vi do LPS gây ra. Những kết quả này đã làm nổi bật khả năng bảo vệ thần kinh của SPB trong mô hình bệnh lý lo âu và trầm cảm do LPS gây ra, mà có thể một phần là do ức chế chuỗi căng thẳng oxy hóa - viêm thần kinh.
Từ khóa
#căng thẳng oxido-nitrosative #viêm thần kinh #yếu tố thần kinh #căng thẳng lưới nội chất #hành vi lo âu và trầm cảm #natri phenylbutyrate #lipopolysaccharideTài liệu tham khảo
Hirschfeld, R.M.A. 2001. The comorbidity of major depression and anxiety disorders: recognition and management in primary care. Primary Care Companion to the Journal of Clinical Psychiatry 3: 244.
Sulakhiya, K., Keshavlal, G.P., Bezbaruah, B.B., Dwivedi, S., Gurjar, S.S., Munde N, et al. Lipopolysaccharide induced anxiety- and depressive-like behaviour in mice are prevented by chronic pre-treatment of esculetin. Neuroscience Letters 611:106–11.
Jangra, A., Lukhi, M.M., Sulakhiya, K., Baruah, C.C., Lahkar,M. Protective effect of mangiferin against lipopolysaccharide-induced depressive and anxiety-like behaviour in mice. European Journal of Pharmacology 740:337–45.
Yager, S., Forlenza, M.J., Miller, G.E. Depression and oxidative damage to lipids. Psychoneuroendocrinology 35:1356–62.
Forlenza, M.J., and G.E. Miller. 2006. Increased serum levels of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine in clinical depression. Psychosomatic Medicine 68: 1–7.
Che, Y., Wang, J.-F., Shao L, Young, L.T. Oxidative damage to RNA but not DNA in the hippocampus of patients with major mental illness. Journal of Psychiatry & Neuroscience: JPN 35:296.
Shalev, I., Moffitt, T.E., Braithwaite, A.W., Danese, A., Fleming, N.I., Goldman-Mellor, S., et al. Internalizing disorders and leukocyte telomere erosion: a prospective study of depression, generalized anxiety disorder and post-traumatic stress disorder. Molecular psychiatry.
Dowlati, Y., Herrmann, N., Swardfager, W., Liu, H., Sham, L., Reim, E.K., et al. A meta-analysis of cytokines in major depression. Biological Psychiatry 67:446–57.
Hannestad, J., DellaGioia, N., Bloch, M. The effect of antidepressant medication treatment on serum levels of inflammatory cytokines: a meta-analysis. Neuropsychopharmacology 36:2452–9.
Moylan, S., Berk, M., Dean, O.M., Samuni, Y., Williams, L.J., O'Neil, A., et al. Oxidative & nitrosative stress in depression: why so much stress? Neuroscience & Biobehavioral Reviews 45:46–62.
Schonthal, A.H. 2012. Endoplasmic reticulum stress: its role in disease and novel prospects for therapy. Scientifica.
Jangra, A., Dwivedi, S., Sriram, C.S., Gurjar, S.S., Kwatra, M., Sulakhiya, K., et al. Honokiol abrogates chronic restraint stress-induced cognitive impairment and depressive-like behaviour by blocking endoplasmic reticulum stress in the hippocampus of mice. European Journal of Pharmacology 770:25–32.
Zhao, T., Huang, G.B,. Muna, S.S., Bagalkot, T.R., Jin, H.M., Chae, H.J., et al. Effects of chronic social defeat stress on behavior and choline acetyltransferase, 78-kDa glucose-regulated protein, and CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBP) homologous protein in adult mice. Psychopharmacology 228:217–30.
Endo, M., S. Oyadomari, M. Suga, M. Mori, and T. Gotoh. 2005. The ER stress pathway involving CHOP is activated in the lungs of LPS-treated mice. Journal of Biochemistry 138: 501–7.
Kim, H.J., Jeong, J.S., Kim, S.R., Park, S.Y., Chae, H.J., Lee, Y.C. Inhibition of endoplasmic reticulum stress alleviates lipopolysaccharide-induced lung inflammation through modulation of NF-κB/HIF-1α signaling pathway. Scientific Reports 3.
Srinivasan, K., Sharma, S.S. Sodium phenylbutyrate ameliorates focal cerebral ischemic/reperfusion injury associated with comorbid type 2 diabetes by reducing endoplasmic reticulum stress and DNA fragmentation. Behavioural Brain Research 225:110–6.
Yam, G.H.-F., K. Gaplovska-Kysela, C. Zuber, and Roth Jr. 2007. Sodium 4-phenylbutyrate acts as a chemical chaperone on misfolded myocilin to rescue cells from endoplasmic reticulum stress and apoptosis. Investigative Ophthalmology & Visual Science 48: 1683–90.
Jangra, A., C.S. Sriram, S. Dwivedi, S.S. Gurjar, M.I. Hussain, P. Borah, and M. Lahkar. 2016. Sodium phenylbutyrate and edaravone abrogate chronic restraint stress-induced behavioral deficits: implication of oxido-nitrosative, endoplasmic reticulum stress cascade, and neuroinflammation. Cellular and Molecular Neurobiology. doi:10.1007/s10571-016-0344-5.
Vilatoba, M., C. Eckstein, G. Bilbao, C.A. Smyth, S. Jenkins, J.A. Thompson, et al. 2005. Sodium 4-phenylbutyrate protects against liver ischemia reperfusion injury by inhibition of endoplasmic reticulum-stress mediated apoptosis. Surgery 138: 342–51.
Roy, A., Ghosh, A., Jana, A., Liu, X., Brahmachari, S., Gendelman, H.E., et al. Sodium phenylbutyrate controls neuroinflammatory and antioxidant activities and protects dopaminergic neurons in mouse models of Parkinson’s disease. PloS One 7:e38113.
Sriram, C.S., Jangra, A., Gurjar, S.S., Hussain, M.I., Borah, P., Lahkar, M., et al. Poly (ADP-ribose) polymerase-1 inhibitor, 3-aminobenzamide pretreatment ameliorates lipopolysaccharide-induced neurobehavioral and neurochemical anomalies in mice. Pharmacology Biochemistry and Behavior 133:83–91.
Sulakhiya, K., Kumar, P., Jangra, A., Dwivedi, S., Hazarika, N.K., Baruah C.C., et al. Honokiol abrogates lipopolysaccharide-induced depressive like behavior by impeding neuroinflammation and oxido-nitrosative stress in mice. European Journal of Pharmacology 744:124–31.
Salazar, A., Gonzalez-Rivera, B.L., Redus, L., Parrott, J.M., O'Connor, J.C. Indoleamine 2, 3-dioxygenase mediates anhedonia and anxiety-like behaviors caused by peripheral lipopolysaccharide immune challenge. Hormones and Behavior 62:202–9.
Lacosta, S., Z. Merali, and H. Anisman. 1999. Behavioral and neurochemical consequences of lipopolysaccharide in mice: anxiogenic-like effects. Brain Research 818: 291–303.
Porsolt, R.D., A. Bertin, and M. Jalfre. 1977. Behavioral despair in mice: a primary screening test for antidepressants. Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Thérapie 229: 327–36.
Steru, L., R. Chermat, B. Thierry, and P. Simon. 1985. The tail suspension test: a new method for screening antidepressants in mice. Psychopharmacology 85: 367–70.
Ohkawa, H., N. Ohishi, and K. Yagi. 1979. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Analytical Biochemistry 95: 351–8.
Jangra, A., A.K. Datusalia, S. Khandwe, and S.S. Sharma. 2013. Amelioration of diabetes-induced neurobehavioral and neurochemical changes by melatonin and nicotinamide: implication of oxidative stress–PARP pathway. Pharmacology, Biochemistry and Behavior 114–115: 43–51.
Beutler, E., O. Duron, and B.M. Kelly. 1963. Improved method for the determination of blood glutathione. The Journal of Laboratory and Clinical Medicine 61: 882–8.
Lowry, O.H., N.J. Rosebrough, A.L. Farr, and R.J. Randall. 1951. Protein measurement with the Folin phenol reagent. The Journal of Biological Chemistry 193: 265–75.
Kudo, T., S. Kanemoto, H. Hara, N. Morimoto, T. Morihara, R. Kimura, et al. 2008. A molecular chaperone inducer protects neurons from ER stress. Cell Death & Differentiation 15: 364–75.
Rammal, H., J. Bouayed, C. Younos, and R. Soulimani. 2008. Evidence that oxidative stress is linked to anxiety-related behaviour in mice. Brain, Behavior, and Immunity 22: 1156–9.
Vogelzangs, N., Beekman, A.T.F., De Jonge, P., Penninx, B. Anxiety disorders and inflammation in a large adult cohort. Translational Psychiatry 3:e249.
Bassi, G.S., Kanashiro, A., Santin, F.M., de Souza, G.E.P., Nobre, M.J., Coimbra, N.C. Lipopolysaccharide-induced sickness behaviour evaluated in different models of anxiety and innate fear in rats. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology 110:359–69.
Lawson, M.A., Parrott, J.M., McCusker, R.H., Dantzer, R., Kelley, K.W., O’Connor, J.C. Intracerebroventricular administration of lipopolysaccharide induces indoleamine-2, 3-dioxygenase-dependent depression-like behaviors. Journal of Neuroinflammation 10:87.
Guan, Z., and J. Fang. 2006. Peripheral immune activation by lipopolysaccharide decreases neurotrophins in the cortex and hippocampus in rats. Brain, Behavior, and Immunity 20: 64–71.
Biesmans, S., Meert, T.F., Bouwknecht, J.A., Acton, P.D., Davoodi, N., De Haes. P., et al. 2013. Systemic immune activation leads to neuroinflammation and sickness behavior in mice. Mediators of inflammation.
Dantzer, R., J.C. O'Connor, G.G. Freund, R.W. Johnson, and K.W. Kelley. 2008. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nature Reviews Neuroscience 9: 46–56.
Cunha, A.B.M., B.N. Frey, A.C. Andreazza, J.D. Goi, A.R. Rosa, C.A. Gonsalves, et al. 2006. Serum brain-derived neurotrophic factor is decreased in bipolar disorder during depressive and manic episodes. Neuroscience Letters 398: 215–9.
Suliman, S., Hemmings, S.M.J., Seedat, S. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) protein levels in anxiety disorders: systematic review and meta-regression analysis. Frontiers in Integrative neuroscience 7.
Sulakhiya, K., Kumar, P., Gurjar, S.S., Barua, C.C., Hazarika, N.K. Beneficial effect of honokiol on lipopolysaccharide induced anxiety-like behavior and liver damage in mice. Pharmacology Biochemistry and Behavior 132:79–87.
Texel, S.J., Camandola, S., Ladenheim, B., Rothman, S.M., Mughal, M.R, Unger, E.L., et al. Ceruloplasmin deficiency results in an anxiety phenotype involving deficits in hippocampal iron, serotonin, and BDNF. Journal of Neurochemistry 120:125–34.
Schmidt, H.D., Duman, R.S. Peripheral BDNF produces antidepressant-like effects in cellular and behavioral models. Neuropsychopharmacology 35:2378–91.
Yu, H,. Chen, Z-y. The role of BDNF in depression on the basis of its location in the neural circuitry. Acta Pharmacologica Sinica 32:3–11.
Castren, E. 2004. Neurotrophic effects of antidepressant drugs. Current Opinion in Pharmacology 4: 58–64.
Schroeder, F.A., C.L. Lin, W.E. Crusio, and S. Akbarian. 2007. Antidepressant-like effects of the histone deacetylase inhibitor, sodium butyrate, in the mouse. Biological Psychiatry 62: 55–64.
Corbett, G.T., Roy, A., Pahan, K. Sodium phenylbutyrate enhances astrocytic neurotrophin synthesis via protein kinase C (PKC)-mediated activation of cAMP-response element-binding protein (CREB): implications for Alzheimer disease therapy. Journal of Biological Chemistry 288:8299–312.
Bown, C., J.-F. Wang, G. MacQueen, and L.T. Young. 2000. Increased temporal cortex ER stress proteins in depressed subjects who died by suicide. Neuropsychopharmacology 22: 327–32.
Gold, P.W., Licinio, J., Pavlatou, M.G. Pathological parainflammation and endoplasmic reticulum stress in depression: potential translational targets through the CNS insulin, klotho and PPAR-Î3 systems. Molecular Psychiatry 18:154–65.
Hasnain, S.Z., Lourie, R., Das, I., Chen, A.C.H., McGuckin, M.A. The interplay between endoplasmic reticulum stress and inflammation. Immunology and Cell Biology 90:260–70.
Schanthal AH. 2012. Endoplasmic reticulum stress: its role in disease and novel prospects for therapy. Scientifica.
Kimata, Y., Kohno, K. Endoplasmic reticulum stress-sensing mechanisms in yeast and mammalian cells. Current Opinion in Cell Biology 23:135–42.
Shkoda, A., P.A. Ruiz, H. Daniel, S.C. Kim, G. Rogler, R.B. Sartor, et al. 2007. Interleukin-10 blocked endoplasmic reticulum stress in intestinal epithelial cells: impact on chronic inflammation. Gastroenterology 132: 190–207.
Ishisaka, M., Kakefuda, K., Yamauchi, M., Tsuruma, K., Shimazawa, M., Tsuruta, A., et al. Luteolin shows an antidepressant-like effect via suppressing endoplasmic reticulum stress. Biological and Pharmaceutical Bulletin 34:1481–6.