Photobiomodulation thúc đẩy sự tái tạo dây thần kinh mặt thông qua việc kích hoạt phản ứng chống oxy hóa trung gian con đường tín hiệu PI3K/Akt
Tóm tắt
Rối loạn dây thần kinh mặt là một tình trạng lâm sàng phổ biến dẫn đến biến dạng và đau khổ tinh thần cho những người bị ảnh hưởng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá liệu photobiomodulation có thể tăng cường sự tái tạo của các dây thần kinh mặt bị đè bẹp và cố gắng điều tra cơ chế tiềm ẩn có thể của chức năng neuroprotection và mục tiêu điều trị. Các thông số khác nhau của photobiomodulation được chỉ định cho các dây thần kinh mặt và tế bào Schwann (SCs) riêng biệt trong quá trình chấn thương bị đè bẹp ở chuột. Sự tái tạo trục thần kinh, kết quả chức năng, sự apoptosis trên SC, sự phát triển và cơ chế hành động tiềm ẩn được đánh giá thông qua các đánh giá hình thái học, mô bệnh học và chức năng, phân tích tế bào dòng chảy, western blotting, PCR thời gian thực và IncuCyte. Kết quả cho thấy photobiomodulation cải thiện sự tái tạo trục thần kinh và phục hồi chức năng, và cũng thúc đẩy sự phát triển, đồng thời ức chế sự apoptosis của SCs, cả hai yếu tố này được coi là các thông số hiệu quả nhất trong nhóm 250mW. Thêm vào đó, các tác dụng neuroprotection của photobiomodulation (500mW) có thể liên quan đến việc apoptosis của SCs do stress oxy hóa gây ra thông qua việc kích hoạt con đường truyền tín hiệu PI3K/Akt. Kết quả của chúng tôi tiết lộ rằng photobiomodulation đã thúc đẩy đáng kể sự tái tạo trục thần kinh, phục hồi chức năng và tái tạo nhân dây thần kinh mặt, và cơ chế của nó liên quan đến việc điều chỉnh lên con đường tín hiệu PI3K/Akt. Những phát hiện này cung cấp bằng chứng thực nghiệm rõ ràng về photobiomodulation như một chiến lược điều trị thay thế cho tổn thương dây thần kinh ngoại vi.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Andraus RAC, Maia LP, de Souza Lino AD, Fernandes KBP, de Matos Gomes MV, de Jesus Guirro RR, Barbieri CH (2017) LLLT actives MMP-2 and increases muscle mechanical resistance after nerve sciatic rat regeneration. Lasers Med Sci 32:771–778
Buchaim RL, Andreo JC, Barraviera B, Ferreira Junior RS, Buchaim DV, Rosa Junior GM, de Oliveira AL, de Castro Rodrigues A (2015) Effect of low-level laser therapy (LLLT) on peripheral nerve regeneration using fibrin glue derived from snake venom. Injury 46:655–660
Cakir M, Colak A, Calikoglu C, Taspinar N, Sagsoz ME, Kadioglu HH, Hacimuftuoglu A, Seven S (2016) Once the Light Touch to the Brain: Cytotoxic Effects of Low-Dose Gamma-Ray Laser Light, and Visible Light on Rat Neuronal Cell Culture. Eurasian J Med 48:76–83
Chang YM, Chang HH, Tsai CC, Lin HJ, Ho TJ, Ye CX, Chiu PL, Chen YS, Chen RJ, Huang CY, Lin CC (2017) Alpinia oxyphylla Miq. fruit extract activates IGFR-PI3K/Akt signaling to induce Schwann cell proliferation and sciatic nerve regeneration. BMC Complement Altern Med 17:184
Chao X, Xu L, Li J, Han Y, Li X, Mao Y, Shang H, Fan Z, Wang H (2016) Facilitation of facial nerve regeneration using chitosan-beta-glycerophosphate-nerve growth factor hydrogel. Acta oto-laryngologica 136:585–591
Dias FJ, Fazan VPS, Cury DP, de Almeida SRY, Borie E, Fuentes R, Coutinho-Netto J, Watanabe IS (2019) Growth factors expression and ultrastructural morphology after application of low-level laser and natural latex protein on a sciatic nerve crush-type injury. PLoS One 14
Dong L, Li R, Li D, Wang B, Lu Y, Li P, Yu F, Jin Y, Ni X, Wu Y, Yang S, Lv G, Li X, Xiao J, Wang J (2019) FGF10 Enhances Peripheral Nerve Regeneration via the Preactivation of the PI3K/AktSignaling-Mediated Antioxidant Response. Front Pharmacol 10:1224
Hou B, Ye Z, Ji W, Cai M, Ling C, Chen C, Guo Y (2018) Comparison of the Effects of BMSC-derived Schwann Cells and Autologous SchwannCells on Remyelination Using a Rat Sciatic Nerve Defect Model. Int J Biol Sci 14:1910–1922
Huang HT, Sun ZG, Liu HW, Ma JT, Hu M (2017) ERK/MAPK and PI3K/AKT signal channels simultaneously activated in nerve cell and axon after facial nerve injury. Saudi J Biol Sci 24:1853–1858
Kouhkheil R, Fridoni M, Piryaei A, Taheri S, Chirani AS, Anarkooli IJ, Nejatbakhsh R, Shafikhani S, Schuger LA, Reddy VB, Ghoreishi SK, Jalalifirouzkouhi R, Chien S, Bayat M (2018) The effect of combined pulsed wave low-level laser therapy and mesenchymal stem cell-conditioned medium on the healing of an infected wound with methicillin-resistant Staphylococcal aureus in diabetic rats. J Cell Biochem 119:5788–5797
Lee SH, Jin WP, Seo NR, Pang KM, Kim B, Kim SM, Lee JH (2017) Recombinant human fibroblast growth factor-2 promotes nerveregeneration and functional recovery after mental nerve crush injury. Neural Regen Res 12:629–636
Li BH, Kim SM, Yoo SB, Kim MJ, Jahng JW, Lee JH (2012) Recombinant human nerve growth factor (rhNGF-beta) gene transfer promotesregeneration of crush-injured mental nerve in rats. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 113:e26-34
Lv MR, Li B, Wang MG, Meng FG, Yu JJ, Guo F, Li Y (2017) Activation of the PI3K-Akt pathway promotes neuroprotection of the delta-opioid receptor agonist against cerebral ischemia-reperfusion injury in rat models. Biomed Pharmacother 93:230–237
Mao Q, Nguyen PD, Shanti RM, Shi S, Shakoori P, Zhang Q, Le AD (2018) Gingiva-Derived Mesenchymal Stem Cell-Extracellular Vesicles ActivateSchwann Cell Repair Phenotype and Promote Nerve Regeneration, Tissue Eng PartA. https://doi.org/10.1089/ten.TEA.2018.017
Mashhoudi Barez M, Tajziehchi M, Heidari MH, Bushehri A, Moayer F, Mansouri N, Safavi Naini N, Movafagh A (2017) Stimulation Effect of Low Level Laser Therapy on Sciatic Nerve Regeneration in Rat. J Lasers Med Sci 8:S32–S37
Masoumipoor M, Jameie SB, Janzadeh A, Nasirinezhad F, Soleimani M, Kerdary M (2014) Effects of 660- and 980-nm low-level laser therapy on neuropathic pain relief following chronic constriction injury in rat sciatic nerve. Lasers Med Sci 29:1593–1598
Pol R, Gallesio G, Riso M, Ruggiero T, Scarano A, Mortellaro C, Mozzati M (2016) Effects of Superpulsed, Low-Level Laser Therapy on Neurosensory Recovery of the Inferior Alveolar Nerve. J Craniofac Surg 27:1215–1219
Pouriran R, Piryaei A, Mostafavinia A, Zandpazandi S, Hendudari F, Amini A, Bayat M (2016) The Effect of Combined Pulsed Wave Low-Level Laser Therapy and Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell-Conditioned Medium on Open Skin Wound Healing in Diabetic Rats. Photomed Laser Surg 34:345–354
Quintes S, Brinkmann BG (2017) Transcriptional inhibition inSchwann cell development and nerve regeneration. Neural Regen Res 12:1241–1246
Rimington RP, Capel AJ, Player DJ, Bibb RJ, Christie SDR, Lewis MP (2018) Feasibility and Biocompatibility of 3D-Printed Photopolymerized and Laser Sintered Polymers for Neuronal Myogenic, and Hepatic Cell Types. Macromol Biosci 18:e1800113
Sang Q, Sun D, Chen Z, Zhao W (2018) NGF and PI3K/Akt signaling participate in the ventral motor neuronal protection of curcumin in sciatic nerve injury rat models. Biomed Pharmacother 103:1146–1153
Sefati N, Abbaszadeh HA, Fadaei Fathabady F, Abdollahifar MA, Khoramgah MS, Darabi S, Amini A, Tahmasebinia F, Norouzian M (2018) The Combined Effects of Mesenchymal Stem Cell Conditioned Media and Low-Level Laser on Stereological and Biomechanical Parameter in Hypothyroidism Rat Model. J Lasers Med Sci 9:243–248
Seo N, Lee SH, Ju KW, Woo J, Kim B, Kim S, Jahng JW, Lee JH (2018) Low-frequency pulsed electromagnetic field pretreated bonemarrow-derived mesenchymal stem cells promote the regeneration of crush-injuredrat mental nerve. Neural Regen Res 13:145–153
Shibeeb O, Wood JP, Casson RJ, Chidlow G (2014) Effects of aconventional photocoagulator and a 3-ns pulse laser on preconditioningresponses and retinal ganglion cell survival after optic nerve crush. Exp Eye Res 127:77–90
Takhtfooladi MA, Jahanbakhsh F, Takhtfooladi HA, Yousefi K, Allahverdi A (2015) Effect of low-level laser therapy (685 nm, 3 J/cm(2)) on functional recovery of the sciatic nerve in rats following crushing lesion. Lasers Med Sci 30:1047–1052
Van Breugel HH, Bar PR (1993) He-Ne laser irradiation affects proliferation of cultured rat Schwann cells in a dose-dependent manner. J Neurocytol 22:185–190
Wang CZ, Chen YJ, Wang YH, Yeh ML, Huang MH, Ho ML, Liang JI, Chen CH (2014) Low-level laser irradiation improves functional recovery and nerve regeneration in sciatic nerve crush rat injury model. PLoS One 9:e103348
Wang Y, Shan Q, Pan J, Yi S (2018) Actin Cytoskeleton AffectsSchwann Cell Migration and Peripheral Nerve Regeneration. Front Physiol 9:23
Wu W, Liu Y, Wang Y (2016) Sam68 promotes Schwann cell proliferation by enhancing the PI3K/Akt pathway and acts on regeneration after sciatic nerve crush. Biochem Biophys Res Commun 473:1045–1051
Yasui G, Yamamoto Y, Shichinohe R, Funayama E, Oyama A, Hayashi T, Furukawa H (2016) Neuregulin-1 released by biodegradable gelatinhydrogels can accelerate facial nerve regeneration and functional recovery oftraumatic facial nerve palsy. J Plast Reconstr Aesthet Surg 69:328–334