Các hạt nano kẽm oxit Ameliorat Dimethylnitrosamine ‑ Gây độc thận ở chuột

Liên hệ: Tina Xiang Email:tina.xiang@wecistanche.com

trừu tượng

Dimethylnitrosamine(DMN) là một chất gây ung thư đã được thành lập. Nó gây độc cho một số cơ quan, viz.,Gan, quả thận, phổi và hệ thống miễn dịch. Một số loại thuốc đã được sử dụng trong quá khứ để điều chỉnh độc tính của nó bằng cách sử dụng các mô hình động vật thí nghiệm. Nghiên cứu này được thiết kế để điều tra ảnh hưởng của các hạt nano oxit kẽm (ZnONPs) đối với độc tính trên thận do DMN gây ra ở chuột thí nghiệm. Vì các cơ chế oxy hóa chủ yếu liên quan đến độc tính của nó, nên nghiên cứu được đề xuất tập trung vào việc cải thiệnstress oxy hóaphản ứng của ZnONPs, nếu có. Các kết quả hiện tại cho thấy rằng việc sử dụng ZnONPs (50 mg / kg thể trọng / chuột) cho những con chuột đã được điều trị bằng DMN (2 ul / 100 g thể trọng / chuột) sẽ làm giảm nồng độ malonaldehyde, H, O và NO trong thận. Tuy nhiên, nồng độ glutathione (GSH) giảm lại tăng lên sau khi xử lý bằng ZnONP. Kết quả trên glutathione S-transferase và glutathione peroxidase giúp tăng cường tác dụng chống oxy hóa của nó. Những kết quả này được hỗ trợ bởi sự phục hồi các tổn thương DNA bị oxy hóa và những thay đổi mô bệnh học ít rõ rệt hơn ở thận. Có giả thuyết rằng ZnONPs có thể gây độc cho mô thận; tuy nhiên, tiềm năng trị liệu / chống oxy hóa mạnh mẽ của chúng giúp cải thiện tình trạng DMN gây rađộc tính thậnở chuột.

Từ khóa:Đimetylamin. Quả thận. Các hạt nano oxit kẽm · Ứng suất oxy hóa. Mô bệnh học

Bấm vào đây để biết thêm thông tin về hiệu ứng cistanche

Giới thiệu

Dimethylnitrosamine (DMN) là một chất gây ung thư [2]. Người ta đã xác nhận rằng vị trí ưu tiên của quá trình biến đổi sinh học của nó là gan. Tuy nhiên, các cơ quan, viz.,quả thận, và phổi, cũng tham gia vào quá trình trao đổi chất của nó mặc dù ở mức độ nhỏ [25]. Magee và Barnes [29] lần đầu tiên chỉ ra rằng một liều DMN duy nhất có thể gây ra các khối u ở thận. Các nghiên cứu tiếp theo cho rằng ung thư thận do DMN gây ra là do các loại oxy phản ứng (ROS) vàstress oxy hóa [3, 32].

Một số nghiên cứu đã được thực hiện để điều chỉnh độc tính của DMN trên các mô hình động vật thích hợp bằng cách sử dụng một số loại thuốc và chất chống oxy hóa. Hamza và cộng sự. [20] đã nghiên cứu tác dụng điều trị của axit -lipoic (ALA) chống lại DMN gây rađộc tính thậnở chuột. Rana và Kumar [40] báo cáo rằng cadmium và kẽm metallothionein đều ức chế quá trình peroxy hóa lipid (LPO) ở chuột con được điều trị bằng DMN. Trước đó, người ta đã biết rằng kẽm kim loại đóng một vai trò quan trọng như một yếu tố phiên mã và bảo vệ chất chống oxy hóa trong việc ngăn ngừa độc tính DMN. Các kênh kẽm tạo ra sự cân bằng giữa sự tồn tại của tế bào và sự chết của tế bào thông qua việc kiểm soát sự di chuyển của kẽm tự do và nội bào [8]. Do đó, kẽm trong quá khứ được coi là tác nhân thích hợp để ngăn ngừa độc tính của một số loại xenobiotics, tức là cacbon tetraclorua|41, rượu etylic [62], và dichlorodiphenyltrichloroethane [12].

Những tiến bộ gần đây trong nanomedicine đã sử dụng các hạt nano trong điều trị và chẩn đoán một số bệnh. Trong bối cảnh này, một số hạt nano đang được tổng hợp và thử nghiệm về độc tính của chúng [22]. Các hạt nano oxit kẽm (ZnONPs) đã được coi là tác nhân điều trị mạnh do tính khả dụng sinh học, tính tương thích sinh học và độ hòa tan cao. Nó có khả năng điều chỉnh chu kỳ tế bào và cân bằng nội môi tế bào [56]. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) cũng đã phê duyệt các hạt nano oxit kẽm để điều trị chống ung thư [47. Nó có thể gây ra độc tính chọn lọc đối với các tế bào ung thư bằng cách làm mất cân bằng hoạt động của protein phụ thuộc vào kẽm (Vinderall và Mitjans, 2015). Rasmussen và cộng sự. [44] đưa ra giả thuyết rằng ZnONP có thể tiêu diệt tế bào ung thư thông qua việc cảm ứngstress oxy hóa. Do đó, các ZnONP đã nổi lên như một nền tảng quang học nano chống lại một số bệnh, đặc biệt là những bệnh do stress oxy hóa gây ra. Tuy nhiên, một số phòng thí nghiệm đã công bố các báo cáo cho thấy độc tính của chúng trong các cơ quan và dòng tế bào cụ thể [11,26].

Do đó, dường như có đủ lý do để kiểm tra thêm các tác dụng chống oxy hóa của ZnONP được thể hiện trong thiết lập thử nghiệm phù hợp. Với quan điểm này, một nghiên cứu về tác dụng bảo vệ của ZnONPs chống lại độc tính trên gan do DMN gây ra ở chuột Wistar đực gần đây đã được thực hiện trong phòng thí nghiệm của chúng tôi|43]. Để mở rộng nghiên cứu này, một nỗ lực đã được thực hiện để đánh giá tác dụng bảo vệ của ZnONPs, nếu có, đối với độc tính trên thận do DMN gây ra ở chuột. Ngoài ra, độc tính trên thận của ZnONPs cũng đã được nghiên cứu đồng thời.

Nguyên liệu và phương pháp

Hóa chất và Thuốc thử

Các hạt nano oxit kẽm được mua từ Sigma Chemical Co., Missouri (Mỹ). Theo nhà sản xuất, các hạt nano chứa khoảng 80% cơ sở kẽm, 100% độ tinh khiết và<100 nm="" size="" with="" a="" surface="" area="" of="" 15-25="">

Dimethylnitrosamine, axit thiobarbituric, 5 '-5' - dithiobis -2- axit nitrobenzoic, 1- chloro -2, 4- dinitrobenzene, glutathione reductase, glutathione và N- (1- naphthyl) ethylenediamine dihydrochloride (NEDA) cũng được mua từ Sigma Chemical Co. (Hoa Kỳ). Tất cả các thuốc thử khác có độ tinh khiết cao nhất được lấy từ High Media (Mumbai).

Đặc tính của các hạt nano oxit kẽm

Các ZnONP được đặc trưng bằng cách sử dụng một loạt các phương pháp như đã mô tả trước đó [43]. Một cách ngắn gọn, kích thước và hình dạng của các ZnONP đã được quan sát qua kính hiển vi điện tử truyền qua tại Trung tâm Dụng cụ Phân tích Tinh vi, Đại học Punjab, Chandigarh (Ấn Độ). Các quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét và phân tích tia X phân tán năng lượng (EDAX) được thực hiện tại Khoa Vật lý, Đại học Choudhary Charan Singh, Meerut (Ấn Độ). Các phân tích về kích thước, sự phân bố và tiềm năng zeta và phân tích XRD của các ZnONP đã được thực hiện tại Viện Công nghệ Ấn Độ, Roorkee (Ấn Độ).

Bảo dưỡng động vật và quy trình thí nghiệm

Sự chấp thuận trước của Ủy ban Đạo đức Động vật Thể chế đã được tìm cách thực hiện các cuộc điều tra hiện tại. Các thí nghiệm được tiến hành trên chuột Wistar đực (150 ± 25 g), được thu mua từ cơ sở động vật Jamia Hamdard, Delhi. Chuột được duy trì trong điều kiện phòng thí nghiệm tiêu chuẩn (nhiệt độ phòng, 25 ± 5 độ; độ ẩm tương đối, 50 cộng 10 phần trăm; và chu kỳ sáng / tối 12- giờ). Mỗi con chuột được nhốt riêng lẻ trong một lồng bằng polypropylene và được cung cấp thức ăn thương mại (Golden Feeds, Delhi) và nước máy.

Sau khi thích nghi với điều kiện phòng thí nghiệm trong 2 tuần, những con chuột được chia ngẫu nhiên thành 4 nhóm, mỗi nhóm có 5 con chuột. Chuột thuộc nhóm A được tiêm DMN （2μL / 100 g trọng lượng cơ thể) trong nước muối trong phúc mạc (ip) vào mỗi ngày luân phiên trong 15 ngày như đã mô tả trước đó [43]. Những con chuột thuộc nhóm B được đối xử như những con chuột thuộc nhóm A và sau đó được sử dụng NOEL được xác định trước của ZnONPs (50 mg / kg) vào mỗi ngày luân phiên trong 30 ngày. Chuột nhóm C chỉ được điều trị bằng ZnONPs như chuột của nhóm B. Chuột nhóm D chỉ được tiêm （ip） nước muối （2 ul / 100 g trọng lượng cơ thể） vào mỗi ngày luân phiên trong 45 ngày và được điều trị như đối chứng.

Sau 45 ngày, chuột bị bỏ đói qua đêm và mẫu nước tiểu của chúng được thu thập vào sáng hôm sau thông qua lồng trao đổi chất. Sau đó, những con chuột bị hy sinh bằng cách gây mê nhẹ bằng ête. Cácthậnđã được loại bỏ và xử lý cẩn thận để ước tính các loài phản ứng, viz., malondialdehyde, nitric oxide và hydrogen peroxide. Ứng suất oxy hóa được xác định thông qua các thông số tiêu chuẩn. viz., giảm glutathione (GSH), glutathione S-transferase và glutathione peroxidase như được mô tả bên dưới.

Creatinine

Creatinine trong các mẫu nước tiểu được xác định theo phương pháp của Toro và Acker-man (1975), sử dụng một bộ dụng cụ thương mại được mua từ M / S Span Diagnostics, Surat (Gujarat, Ấn Độ)

Căng thẳng oxy hóa

Malondialdehyde (MDA)

MDA trong mô thận được xác định bằng cách sử dụng axit thiobarbituric theo phương pháp của Jordan và Schenkman, [24]. Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 532 nm bằng máy quang phổ (Systronics, India) .1,1,3, 3- Tetramethoxypropane (Sigma) được sử dụng làm chất chuẩn. Protein được xác định theo phương pháp của Lowry và cộng sự [27]. Albumin huyết thanh bò (Sigma) được sử dụng làm tiêu chuẩn.

Hydrogen Peroxide (H202)

Các chất đồng nhất của thận được điều chế trong 0. 25 M sucrose. H2O2 được đo bằng phương pháp thiocyanate sắt như được mô tả bởi Thurman et al. [52]. Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 480 nm bằng máy quang phổ (Systronics, Ấn Độ).

Oxit nitric (NO)

NO trong các mẫu thận được ước lượng thông qua thuốc thử Griess theo phương pháp do Cortas và Wakid đề xuất [6]. Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 550 nm bằng máy quang phổ (Systronics, Ấn Độ).

GSH / Non-protein Sulfhydryls (NPSH)

Thuốc thử Ellman được sử dụng để xác định glutathione giảm trong mẫu thận [10]. Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 412 nm bằng máy quang phổ (Systronics, Ấn Độ).

Glutathione S-transferase

Glutathione S-transferase được thử nghiệm bằng cách sử dụng 1- chloro -2, 4- dinitrobenzene (CDNB) được liên hợp với glutathione. Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 340 nm [19].

Glutathione Peroxidase

Enzyme được thử nghiệm theo phương pháp của Paglia và Valentine [37]. Glutathione disulfide (GSSG) được tạo ra do glutathione peroxidase bị khử do dư thừa glutathione reductase. Sự chuyển đổi GSSG sang GSH được theo dõi ở bước sóng 340 nm bằng máy quang phổ (Systronics, Ấn Độ).

Metallothionein

Metallothionein trong các mẫu thận được phân tích theo phương pháp bão hòa cadimi [36], sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (EC, Hyderabad, Ấn Độ).

8- Hydroxy -2 '- Deoxyguanosine (8- OHdG)

Mẫu nước tiểu của mỗi con chuột được thu thập trong một lọ đã khử trùng thông qua một lồng trao đổi chất. Các mẫu này được lưu trữ ở độ -80 cho đến khi có các phân tích sâu hơn. Kỹ thuật ELISA cạnh tranh đã được sử dụng để ước tính 8- OHdG bằng cách sử dụng một bộ công cụ thương mại được mua từ Phòng thí nghiệm Công nghệ Xét nghiệm Sinh học (Trung Quốc). Độ hấp thụ được ghi lại ở bước sóng 450 nm bằng đầu đọc vi tấm (EC, Hyderabad, Ấn Độ).

Mô bệnh học

Các mảnh thận nhỏ được cố định trong 10% formaldehyde trung tính, khử nước, làm sạch và nhúng vào sáp parafin. Các phần dày 5 μm được nhuộm bằng hematoxylin và eosin và được kiểm tra dưới kính hiển vi nghiên cứu (Nikon, Nhật Bản).

Phân tích thống kê

Bài kiểm tra t của học sinh được sử dụng để so sánh giữa các nhóm giữa các nhóm khác nhau. Sự khác biệt giữa các nhóm với giá trị ap<0.05 were="" considered="" significant.="" spss="" software="" version="" 2.0="" was="" used="" for="" inter-group="">

Kết quả

Đặc tính của ZnONPs

Hình dạng, kích thước, cấu trúc và thành phần điện của ZnONP được xác định bằng cách áp dụng các phương pháp tiêu chuẩn. Kết quả cho thấy đường kính trung bình của ZnONPs là<100 nm="" (fig.1a).="" sem="" observations="" showed="" agglomeration="" of="" nps="" (fig.1b).="" the="" electrical="" components="" of="" the="" znonps="" were="" determined="" through="" edax.="" the="" xrd="" pattern="" of="" znonps="" showed="" a="" hexagonal="" structure="" when="" compared="" with="" the="" standard="" data="" (jspds,="" 00-001-1136)="" published="" elsewhere="" [43].="" the="" zeta="" potential="" of="" the="" nanoparticles="" was="" recorded="" to="" be="" 18.9mv(fig.2).="" the="" intensity-weighed="" particle="" size="" distribution="" of="" znonps="" has="" been="" shown="" in="">

Chức năng thận

Nồng độ creatinin niệu cao hơn cho thấy suy thận ở chuột được điều trị bằng DMN. Điều trị tiếp theo đối với những con chuột được điều trị bằng DMN với ZnONPs làm giảm giá trị creatinin. Chuột được điều trị bằng ZnONP một mình cũng cho thấy giá trị creatinine cao hơn so với chuột đối chứng (Bảng 1).

MDA, H2O2 và NO

Malondialdehyde (MDA), là sản phẩm của LPO. tăng lên ở thận của chuột được điều trị bằng DMN. Sử dụng ZnONP cho chuột được điều trị bằng DMN làm giảm nồng độ của nó trong mô thận. Tuy nhiên, nồng độ MDA trong thận của chuột được điều trị bằng ZnONP cao hơn so với chuột đối chứng (Bảng 1).

Giá trị NO cao hơn trong mô thận của chuột được điều trị bằng DMN đã hỗ trợ kết quả đối với malondialdehyde. Liệu pháp ZnONP được cung cấp cho chuột được điều trị bằng DMN làm giảm nồng độ NO trong thận. So sánh giá trị NO thu được trong thận của chuột thí nghiệm ZnONP và chuột đối chứng cho thấy giá trị cao hơn mặc dù không đáng kể trong thận của chuột được điều trị bằng ZnONP (Bảng 1).

Kết quả trên hydrogen peroxide cũng cho thấy giá trị cao hơn trong thận của chuột được điều trị bằng DMN. Giá trị trung bình của H, O trong thận của chuột được điều trị bằng DMN cộng với ZnONP thấp hơn so với chuột được điều trị bằng DMN (Bảng 1). Tổng hợp lại, tất cả những kết quả này cho thấy vai trò chống oxy hóa và chống nitro hóa của ZnONPs.

GSH

Trên thận của chuột được điều trị bằng DMN, giá trị GSH đã giảm đáng kể. Tình trạng của nó được cải thiện sau khi sử dụng ZnONPs cho những con chuột được điều trị bằng DMN. Những quan sát này cho thấy rằng ZnONPs cung cấp khả năng bảo vệ chống oxy hóa chống lại độc tính trên thận do DMN gây ra. Điều trị chuột bằng ZnONP đã cải thiện nồng độ GSH trong thận (Bảng 1).

Glutathione S-transferase và Glutathione Peroxidase

Kết quả về GSH được hỗ trợ bởi các quan sát về glutathione S-transferase. Hoạt động của enzym giảm trong thận của chuột được điều trị bằng DMN, Bổ sung ZnONP cho chuột được điều trị bằng DMN đã khôi phục hoạt động của nó gần với giá trị kiểm soát (Bảng 1). Hoạt động của glutathione peroxidase cũng giảm trong thận của chuột được điều trị bằng DMN. Tuy nhiên, nó tăng lên ở thận của chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP (Bảng 1).

8- OHdG

Các kết quả hiện tại trên 8- OHdG cho thấy tổn thương DNA oxy hóa lớn hơn trong thận của chuột được điều trị bằng DMN. Bổ sung ZnONP cho chuột được điều trị bằng DMN đã ức chế đáng kể thiệt hại này ở một mức độ nào đó. Tuy nhiên, việc điều trị chỉ với ZnONPs cũng có thể gây ra tổn thương DNA trong thận của chuột (Hình 4).

Metallothionein

Kết quả về nồng độ metallothionein (MT) ở thận cho thấy cảm ứng MT giảm ở thận của chuột được điều trị bằng DMN. Tuy nhiên, sự gia tăng 16% MT đã được ghi nhận trong thận của những con chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Riêng ZnONPs cũng được phát hiện là chất cảm ứng mạnh của MT trong thận chuột (Bảng 1).

Mô bệnh học

Ngoài viêm cầu thận và hoại tử ống thận gần, ung thư biểu mô tuyến ở vỏ dưới bao cũng được ghi nhận ở thận của chuột được điều trị bằng DMN. Thoái hóa biểu mô dễ thấy ở các ống gần cũng như xa, các hạt nhân có hình dạng và kích thước khác nhau được nhận thấy ở khắp vỏ não và tủy (Hình 5A, B, C).

Các quan sát mô bệnh học trên thận của chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP cho thấy viêm cầu thận ít nghiêm trọng hơn và giảm hoại tử ống thận. Adenocarcinoma được mong muốn. Tuy nhiên, sự hình thành mô tân sinh đã được chứng kiến ​​ở một vài vị trí trong vỏ não gần. Biểu mô hình ống được tìm thấy còn nguyên vẹn. Sự thay đổi hạt nhân là không đáng kể (Hình 5D, 6A).

Các quan sát mô bệnh học trên thận của chuột được điều trị bằng ZnONP cho thấy không có viêm thận. Các ống gần và ống xa được hình thành tốt không có dấu hiệu thoái hóa biểu mô. Đường viền Brush được tìm thấy là nguyên vẹn. Tuy nhiên, hoạt động phân bào tăng lên được nhận thấy ở vỏ não xa. (Hình 6B, C).

Tất cả những thay đổi bệnh lý được mô tả ở trên đều mong muốn ở thận của chuột đối chứng. Vỏ và tủy thận không có dấu hiệu tổn thương. Các nhân bình thường trong vỏ não, cũng như tủy, được quan sát thấy (Hình 6D).

Nghiên cứu hiện tại chứng minh rằng DMN có tác hại như nhau đối vớiquả thậnnhư nó làGanvà phổi. Cơ chế độc tính của nó đã được một số công nhân thảo luận trong quá khứ. Nó đã được thành lập bây giờđimetylaminvà các hợp chất nitroso khác được ưu tiên chuyển hóa ở gan; tuy nhiên, thận có tham gia vào quá trình phân hủy sinh học của chúng. DMN được chuyển hóa bởi CYP2E1 hydroxyl hóa một nhóm metyl. Hydroxymethyl nitrosamine tạo thành không ổn định và bị phân hủy thành formaldehyde, chất này metyl hóa DNA và protein hoặc phản ứng với nước để tạo thành methanol [13]. Sự hình thành các loại oxy phản ứng (ROS) như hydrogen peroxide (H2O2) và các gốc hydroxyl (OH) góp phần vàostress oxy hóamà có thể là một trong những yếu tố chính gây ra các thay đổi bệnh lý, khả năng gây ung thư, thay đổi khối u và hình thành khối u không chỉ ở gan mà còn ở thận và phổi ([57].

Phục hồi chức năng thận vẫn là một vấn đề thách thức trong tổn thương thận nhiễm độc. Vì ZnONPs được phát hiện là có khả năng bảo vệ khỏi tổn thương gan do DMN gây ra ở chuột [43], một nghiên cứu tương tự trên thận được coi là cần thiết để chứng minh tiềm năng điều trị của ZnONPs. Dấu hiệu đầu tiên về tác dụng có lợi của ZnONPs chống lại độc tính DMN đã được thể hiện qua các quan sát trên creatinine. Nó tăng lên trong mẫu nước tiểu của chuột được điều trị bằng DMN nhưng giảm ở chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Riêng điều trị bằng ZnONP cũng làm tăng nồng độ creatinin. Tăng creatinine niệu / huyết thanh là một dấu hiệu sinh học đáng tin cậy về chức năng thận [4]. Nó có liên quan đến chức năng cầu thận bất thường [5]. Ali Noori và cộng sự. [35] cũng báo cáo rằng điều trị chuột Balb / c bằng ZnONPs (50-300 mg / kg) làm tăng nồng độ creatinin huyết thanh. Họ liên quan nó với sự thoái hóa cầu thận và ống thận. Trong quá trình nghiên cứu hiện nay cũng vậy. chúng tôi tìm thấy mối tương quan giữa nồng độ creatinin và những thay đổi hình thái thận. Hình thái cầu thận và ống thận được cải thiện ở chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP tương ứng với sự suy giảm nồng độ creatinin trong nước tiểu. Tuy nhiên, các ZnONP ở nồng độ và chế độ liều hiện tại cho thấyđộc tính thận.

Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng sự chuyển hóa của DMN tạo ra ROS trongGanđộng vật thí nghiệm dẫn đếnstress oxy hóa[18].). Tuy nhiên, rất ít công nhân chứng minh rằng ROS cũng là nguyên nhân gây ra độc tính trên thận [54]. Các kết quả hiện tại xác nhận rằng DMN có thể tạo ra LPO trongquả thậncũng. Việc điều trị tiếp theo bằng ZnONP đã ức chế sự tạo ra ROS. Dawei và cộng sự. [7] công nhận rằng các hạt nano oxit kẽm có khả năng làm giảm malondialdehyde và tăng hoạt động của các enzym chống oxy hóa. Ngược lại, malondialdehyde cũng tăng trong thận của chuột được điều trị bằng ZnONP. Các thí nghiệm khác được tiến hành về độc tính của ZnONPs cũng cho thấy rằng nó làm tăng nồng độ MDA ở cá ngựa vằn [63] và gan người [46].

Oxit nitric, trongquả thậncủa những con chuột được điều trị bằng DMN, cũng cho thấy các giá trị cao hơn. Nó giảm trong thận của chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Các nghiên cứu trước đó cho thấy rằng những người hiến tặng oxit nitric như NaNO. đã chủ yếu ngăn ngừa bệnh viêm gan mãn tính do dimethylnitrosamine gây ra [28]. Các ZnONP có thể đã ảnh hưởng đến độc tính trên thận do DMN gây ra bằng cách điều chỉnh NO tổng hợp. Các chất ức chế tổng hợp nitric oxide như No-nitro-L-arginine (L-NNA) có thể làm giảm tác dụng bảo vệ đối với độc tính DMN do các nhà tài trợ nitric oxide thể hiện [14]. H, O, là một sản phẩm chuyển hóa chính của DMN [38]. Giá trị tăng cao được ghi nhận đối với H, O, trong thận của chuột được điều trị bằng DMN. Tuy nhiên, sự sụt giảm đã được ghi nhận ở những con chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Quan sát này cho thấy rằng các ZnONP ảnh hưởng đến sự chuyển hóa của DMN. Ảnh hưởng này có thể ở mức CYP2E1. Tuy nhiên, các nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để xác nhận giả định này.

Sự gia tăng đáng kể nồng độ MDA, H, O và NO trong thận tương ứng với sự suy giảm đáng kể GSH trong thận của chuột được điều trị bằng DMN. Việc sử dụng ZnONPs sau đó cho chuột được điều trị bằng DMN đã khôi phục tình trạng GSH trong thận. Điều trị bằng ZnONP cho chuột bình thường cũng làm tăng mức GSH. GSH, một chất chống oxy hóa không có enzym, được biết là có tác dụng chống lại tác hại của ROS [42]. Các ZnONP thể hiện tác dụng chống oxy hóa có thể là do tiềm năng chống viêm của chúng qua trung gian điều hòa giảm tổng hợp oxit nitric cảm ứng (iNOS), cyclooxygenase -2. Và các cytokine khác nhau [34]. Các công nhân khác cho rằng tác dụng có lợi của ZnONPs đối với metallothionein [23,33]. Trong một nghiên cứu trước đó, Rana và Kumar [40] đã chỉ ra rằng metallothionein bảo vệ chống lại độc tính DMN. Theo Durham và Palmiter [9], có khả năng là khi được giải phóng, kẽm hoạt động như một chất truyền tin bù trừ stress oxy hóa, kích thích một yếu tố trong vùng tăng cường của gen MT. Phiên mã tăng cường của những gen này có thể giải thích mức độ tăng cao của Zn-MT trong các tế bào bị stress oxy hóa. Các gen của MT và GSH xác định sự bảo vệ của chất cảm ứng MT [16].

Các kết quả hiện tại cho thấy DMN ức chế MT trong thận so với nồng độ của nó trong thận chuột bình thường. Nồng độ MT tăng trong thận của chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Việc sử dụng ZnONP một mình làm tăng đáng kể nồng độ MT trong mô thận. Những kết quả này cho thấy rằng ZnONP cũng là chất cảm ứng mạnh của MT Các báo cáo trước đó cho thấy kẽm là chất cảm ứng tiềm năng của MT [30]. MT trao đổi kẽm tương đối nhanh trong các phản ứng nội phân tử và giữa các phân tử với các cụm kẽm / lưu huỳnh khác mặc dù độ ổn định nhiệt động học tương đối cao [31].

DMN được biết là ảnh hưởng đến hoạt động của glutathione S-transferase (GST) trong gan [1,49]. Tuy nhiên, tác dụng của nó đối với glutathione S-transferase ở thận vẫn chưa được biết đến, Các nghiên cứu hiện tại cho thấy DMN làm tăng biểu hiện và kích thích hoạt động của GST trong thận. Aniya và Anders [1] báo cáo rằng sử dụng DMN làm giảm GST ở gan nhưng lại tăng trong huyết thanh. Sự gia tăng này đi kèm với sự gia tăng hoạt tính GPT (SGPT) trong huyết thanh và nồng độ bilirubin huyết thanh. Một nghiên cứu trước đây từ phòng thí nghiệm của chúng tôi cũng đã xác nhận sự gia tăng của transaminase huyết thanh ở chuột được điều trị bằng DMN [43]. Điều trị chuột bằng ZnONPs cho chuột bình thường làm tăng hoạt tính GST trong thận nhưng giảm hoạt động này trong thận của chuột được điều trị bằng DMN và ZnONP. Tuy nhiên, không ghi nhận sự gia tăng nồng độ GSH trong thận. GST và GSH đóng một vai trò quan trọng trong việc giải độc các chất gây đột biến và gây ung thư [48]. Hơn nữa, GST có thể làm giảm liên kết cộng hóa trị của epoxit với các chất gây ung thư như DMN [17].

Nhiều công nhân đồng ý rằng tác dụng bảo vệ của ZnONP chống lại tổn thương do hóa chất gây ra ở gan / thận được biểu hiện thông qua khả năng chống oxy hóa của nó và ngăn ngừa khả năng gây đột biến và gây ung thư qua trung gian ROS [51]. Điều trị bằng DMN đối với chuột ảnh hưởng đến một loạt các enzym chống oxy hóa, viz., Superoxide dismutase, catalase và glutathione peroxidase, Sau khi xử lý ZnONPs đối với những con chuột được điều trị bằng DMN làm tăng hoạt động của glutathione peroxidase so với chuột đối chứng, cho thấy khả năng loại bỏ H, O được nâng cao. , và các hydroperoxit lipid [63]. Sự cải thiện hình thái ở thận của chuột được điều trị bằng DMN, biểu hiện bằng ZnONP, đã hỗ trợ các quan sát trên. Magee và Barnes [29] khẳng định rằng DMN có thể gây ra khối u thận ở chuột. Hard and Butler [21] đã nghiên cứu sự hình thành của tân sinh biểu mô gây ra trong thận chuột bằng DMN. Rio-pelle và Jasmine (1969) phân loại thêm các khối u thận do DMN gây ra, Họ đặt tên cho chúng là các đảo biểu mô loạn sản. Tuy nhiên, việc sử dụng ZnONP sau đó đã loại bỏ các khối u này và ngăn chặn các tổn thương hình thái khác. Sự cải thiện các enzym chống oxy hóa có thể đã góp phần vào việc sửa chữa hình thái trong thận.

Hầu hết các quan sát được thảo luận ở trên đều ủng hộ tiềm năng bảo vệ / chống oxy hóa / chống ung thư của ZnONPs. Báo cáo này mô tả độc tính của ZnONPs. Một trong những đặc điểm quan trọng của ZnONP là độc tính chọn lọc của chúng đối với tế bào ung thư so với tế bào bình thường [39]. ZnONP thể hiện độc tính tế bào do thành phần cụ thể và tính chất bề mặt của chúng. Các ZnONP hoạt động hơn về mặt hóa học, dẫn đến sự hình thành tự phát của ROS trên bề mặt của chúng, và gây rastress oxy hóa[60]. Sự hình thành ROS góp phần vào độc tính tế bào và giải phóng các ion Zn cộng từ các ZnONP do tính không ổn định của chúng trong ngăn chứa axit của lysosome. Yu và cộng sự. [61] và Fukui và cộng sự. [15] cũng kết luận rằng độc tính của ZnONP phát sinh từ Zn² cộng với các ion được giải phóng từ ZnONP trong ống nghiệm và in vivo. Wiseman và cộng sự. (2006,2007 tiết lộ rằng dư thừa Zn2 cộng với tự do (hòa tan từ các ZnONP) dẫn đến sự cạn kiệt các nhóm sulfhydryl trong metallothionein và giảm chức năng của ty thể dẫn đến tế bào chết theo mô hoặc tế bào hoại tử. Có thể kết luận rằng độc tính của ZnONP có thể biểu hiện qua một số cơ chế , viz., stress oxy hóa, ức chế các enzym chống oxy hóa, rối loạn chức năng ty thể và quá trình apoptosis. Điều thú vị là loại hệ thống tế bào được xử lý bằng ZnONPs, độ mạnh của stress oxy hóa và môi trường gian bào / nội bào hiện có là những yếu tố quan trọng sẽ xác định ZnONPs độc tính.

Sự kết luận

Kết luận, nghiên cứu này cho thấy rằng ZnONPs có hiệu quả điều trị tiềm năng để loại bỏ ROS, tạo ra GSH và các enzym phụ thuộc GSH, kích thích tổng hợp metallothionein và giảm tổn thương DNA do oxy hóa. Các cơ chế này phụ thuộc lẫn nhau tạo ra một môi trường bảo vệ chống lại độc tính tế bào thận do DMN gây ra. Tuy nhiên, ZnONP được phát hiện là độc hại vừa phải đối vớithận. Chế độ liều lượng phải được coi là một yếu tố quan trọng trong tác dụng bảo vệ của nó.

Các từ viết tắt

DMN: Dimethylnitrosamine

ZnONPs: Các hạt nano oxit kẽm

NEDA: N - (1- naphtyl) etylenglycol dihydroclorua

IP: Trong phúc mạc

Zn-MT: Kẽm metallothionein

H2O2: Hydrogen peroxide

KHÔNG: Oxit nitric

MDA: Malondialdehyde

GSH: Giảm glutathione

ROS: Các loại oxy phản ứng

CDNB: 1- Chloro -2, 4- dinitrobenzene

8- OHdG: 8- Hydroxy -2 '- deoxyguanosine

AD: Ung thư biểu mô tuyến

CO: Vỏ não

ND: Thoái hóa hạt nhân

BR: Đường viền bàn chải

ED: Tổn thương / thoái hóa biểu mô

GL: Cầu thận

MA: Hoạt động phân bào

NPL: Neoplasm

NPR: Phổ biến hạt nhân

BC: Tế bào nhân

EP: Lớp biểu mô

PCT: Ống lượn gần

GL: Cầu thận

TEM: Kính hiển vi điện tử truyền qua

SEM: Kính hiển vi điện tử quét

XRD: nhiễu xạ tia X

JSPDS: Ủy ban chung về tiêu chuẩn nhiễu xạ bột

EDAX: Tia X phân tán năng lượng

Người giới thiệu

1. Aniya, Y., & Anders, MW (1985). Thay đổi glutathione S-transferase ở gan và được giải phóng vào huyết thanh sau khi điều trị bằng bromobenzene, carbon tetrachloride, hoặc N-nitrosodimethylamine. Dược lý sinh hóa, 34, 4239–4244.2. ATSDR, (1989). Hồ sơ độc tính của N-nitrosomethylamine. Cơ quan đăng ký các chất độc hại và dịch bệnh. Atlanta, GA: Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ, Dịch vụ Y tế Công cộng. CAS: 62–75 (9).
3. Bansal, AK, Bansal, M., Soni, G., & Bhatnagar, D. (2005). Điều chế N-nitrosodiethylamine (NDEA) gây ra stress oxy hóa bởi vitamin E trong hồng cầu chuột. Độc chất học trên người và thực nghiệm, 24, 297–302.
4. Bennett, WM (1996). Cơ chế gây độc thận cấp và mãn tính do thuốc ức chế miễn dịch. Suy thận, 18, 453–460.
5. Bishop, LM, Fody, PE & Schoe, HL (2005). Hóa học lâm sàng. Nguyên tắc, thủ tục, mối tương quan. Edn thứ 5. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, trang 730. ISBN 0781746116.
6. Cortas, NK, & Wakid, NW (1990). Xác định nitrat vô cơ trong mẫu huyết thanh và nước tiểu bằng phương pháp khử cadimi động học. Hóa học lâm sàng, 36, 1440–1443.
7. Dawei, AI, Zhisheng, W., & Angu, Z. (2009). Tác dụng bảo vệ của nano-ZnO trên tế bào biểu mô ruột của chuột nuôi cấy sơ cấp trong ống nghiệm chống lại tổn thương do oxy hóa. Tạp chí Công nghệ Nano Quốc tế, 3, 1–6.
8. Dhawan, DK, & Chadha, VD (2010). Kẽm: Một chất đầy hứa hẹn trong chế độ ăn uống điều trị ung thư. Tạp chí Nghiên cứu Y khoa Ấn Độ, 132, 676–682.
9. Durnam, DM, & Palmiter, RD (1981). Điều hòa phiên mã của gen metallothionein-I bằng kim loại nặng. Tạp chí Hóa học Sinh học, 256, 5712–5716.
10. Ellman, GL (1959). Các nhóm sulfhydryl ở mô. Lưu trữ Hóa sinh và Lý sinh, 82, 70–77.
11. Fazilati, M. (2013). Khảo sát đặc tính độc tính của các hạt nano oxit kẽm trên men gan ở chuột đực. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm Châu Âu, 3, 97–103.
12. Feaster, JP, Van Middelem, CH, & Davis, GK (1972). Mối quan hệ qua lại giữa Kẽm DDT trong tăng trưởng và sinh sản ở chuột. Tạp chí Dinh dưỡng, 102, 523–528.
13. Frei, E., Kuchenmeister, F., Gliniorz, R., Breuer, A., & Schmezer, P. (2001). N-nitrosodimethylamine được kích hoạt trong các microsome từ tế bào gan thành các chất chuyển hóa có phản ứng làm tổn thương DNA của các tế bào không phải nhu mô trong gan chuột. Toxicology Letters, 123, 227–234.
14. Fukawa, A., Kabayashi, O., Yamaguchi, M., Uchida, M., & Hosono, A. (2017). -Lactalbumin có nguồn gốc từ sữa bò ngăn ngừa xơ hóa gan do dimethylnitrosamine gây ra thông qua con đường oxit nitric ở chuột. Khoa học sinh học, Công nghệ sinh học và Hóa sinh, 81, 1941–1947.
15. Fukui, H., Horie, M., Endoh, S., Kato, H., Fujita, K., Nishio, K., Komaba, LK, Maru, J., Miyauhi, A., Nakamura, A. , Kinugasa, S., Yoshida, Y., Hagihara, Y., & Iwahashi, H. (2012). Sự liên kết của sự giải phóng ion kẽm và ứng suất oxy hóa gây ra bởi sự đưa các hạt nano ZnO vào trong khí quản vào phổi chuột. Tương tác sinh học Chemico, 198, 29–37.

16. Garg, Q., & Hart, BA (1997). Ảnh hưởng của thiols đến sự biểu hiện do cadmium gây ra trên metallothionein và các gen gây stress oxy hóa khác trong tế bào biểu mô phổi chuột. Độc chất học, 119, 179–191.
17. Gopalan, P., Jensen, DE, & Lotlikar, PD (1992). Sự liên hợp glutathione của aflatoxin tổng hợp và aflatoxin B1–8, 9- ôxít qua trung gian vi mô bởi glutathione S-transferase tinh khiết từ chuột. Thư từ Cancer, 64, 225–233.
18. Guengerich, FP, Johnson, WW, Ueng, YF, Yamazaki, H., & Shimada, T. (1996). Sự tham gia của cytochrome P450, glutathione S-transferase và epoxit hydrolase trong chuyển hóa aflatoxin B1 và ​​liên quan đến nguy cơ ung thư gan ở người. Quan điểm Sức khỏe Môi trường, 104, 557–562.
19. Habig, WH, Pabst, MJ, & Jakoby, WB (1974). Glutathione S-transferase. Bước enzym đầu tiên trong quá trình hình thành axit mercapturic. Tạp chí Hóa học Sinh học, 249, 7130–7139.
20. Hamza, RZ, Ismail, HA, & El-Shenawy, NS (2017). Stress oxy hóa, thay đổi mô bệnh học và hiển vi điện tử do dimethylnitrosamine gây ra ở chuột đực có thận, và tác dụng bảo vệ của axit -lipoic. Tạp chí Sinh lý học Cơ bản & Lâm sàng & Dược học, 28, 149–158.
21. Hard, GC, & Butler, WH (1971). Hình thái của tân sinh biểu mô do dimethylnitrosamine gây ra trong thận chuột. Nghiên cứu Ung thư, 31, 1496–1505.
22. Hulla, JE, Sahu, SC, & Hayes, AW (2015). Công nghệ nano: Lịch sử và tương lai. Độc chất học trên người và thực nghiệm, 24, 1318–1321.
23. Jing, L., Li, L., Zhao, J., Zhao, J., Sun, Z., & Perg, S. (2015). Sự biểu hiện quá mức của metallothionein do kẽm gây ra ngăn ngừa độc tính doxorubicin trong tế bào cơ tim bằng cách điều chỉnh các peroxiredoxin. Xenobiotica, 1, 1–11.
24. Jordan, RA, & Schenkman, JB (1982). Mối quan hệ giữa sản xuất malondialdehyde và tiêu thụ arachidonate trong quá trình peroxy hóa lipid microomal được NADPH hỗ trợ. Dược lý sinh hóa, 31, 1393–1400.
25. Knecht, M. (1966). Về vị trí của N-demethylase microomal trong các cơ quan của chuột. Naturessenschaosystem, 53, 85.
26. Li, CH, Shen, CC, Cheng, YW, et al. (2012). Phân bổ sinh học nội tạng, độ thanh thải và độc tính di truyền của các hạt nano oxit kẽm được sử dụng bằng đường uống ở chuột. Độc chất học nano, 6, 746–756.
27. Lowry, OH, Rosenbrough, NJ, Forr, AL, & Randall, RJ (1951). Đo protein bằng thuốc thử Follin phenol. Tạp chí Hóa học Sinh học, 193, 265–275.
28. Lukivskaya, O., Lis, R., Zwierz, K., & Buko, V. (2004). Tác dụng của chất cho nitric oxide và chất ức chế tổng hợp nitric oxide trên gan của chuột bị viêm gan mãn tính do dimethylnitrosamine gây ra. Tạp chí Dược học Ba Lan, 56, 599–604.
29. Magee, PN, & Barnes, JM (1962). Gây khối u thận ở chuột bằng dimethylnitrosamine (n-nitrosodimethylamine). Tạp chí Bệnh học và Vi khuẩn học, 84, 19–31.
30. Maret, W. (2000). Chức năng của kẽm metallothionein: Một liên kết giữa kẽm tế bào và trạng thái oxy hóa khử. Tạp chí Dinh dưỡng, 130, 1455–1458.
31. Maret, W., Larsen, KS, & Vallee, BL (1997). Động lực phối hợp của các "cụm" kẽm sinh học trong metallothionein và trong vùng liên kết DNA của yếu tố phiên mã Gal4. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, 94, 2233–2237.
32. Mittal, G., Brar, AP, & Soni, G. (2006). Tác động của tăng cholesterol máu đến độc tính của N-nitrosodiethylamine: Tác động sinh hóa và mô bệnh học. Báo cáo Dược lý, 58, 413–419.
33. Mo, R., Jiang, T., & Gu, Z. (2014). Những tiến bộ gần đây trong việc phân phối đa lượng đến các tế bào ung thư bằng liposome. Nanomedicine, 9, 1117–1120.
34. Nagajyothi, PC, Chan, SJ, Yang, IJ, Sreekanth, TV, Kim, KJ, & Shin, HM (2015). Các hoạt động chống oxy hóa và chống viêm của các hạt nano oxit kẽm được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất rễ Polygala tenuifolia. Tạp chí Hóa sinh và Quang sinh B: Sinh học, 146, 10–17.
35. Noori, A., Karimi, F., Fatahian, S., & Yazdani, F. (2014). Ảnh hưởng của các hạt nano oxit kẽm đối với chức năng thận ở chuột. Tạp chí Khoa học Sinh học Quốc tế, 5, 140–146.
36. Onosaka, S., Tanaka, K., Doi, M., & Okahara, KA (1978). Quy trình đơn giản để xác định metallothionein trong mô động vật. Eisei Kagaku, 24 tuổi, 128–133.
37. Paglia, DP, & Valentine, VM (1967). Các nghiên cứu về đặc tính định lượng và định tính của glutathione peroxidase hồng cầu. Tạp chí Phòng thí nghiệm và Y học Lâm sàng, 70, 158–169.
38. Pradeep, K., Mohan, CV, Gopichand, K., & Karthikeyan, S. (2007). Ảnh hưởng của lỗ rò Cassia Linn. Chiết xuất lá trên diethylnitrosamine gây tổn thương gan ở chuột. Hóa học và Sinh học, 167, 12–13.
39. Premanathan, M., Karthikeyan, K., Jeyasubramanian, K., & Manivannan, G. (2011). Độc tính chọn lọc của các hạt nano ZnO đối với vi khuẩn Gram dương và tế bào ung thư bằng quá trình apoptosis thông qua quá trình peroxy hóa lipid. Nanomedicine, 7, 184–192.
40. Rana, SVS, & Kumar, A. (2000). Metallothionein gây ra bởi cadmium hoặc kẽm ức chế quá trình peroxy hóa lipid ở chuột tiếp xúc với dimethylnitrosamine. Lưu trữ Vệ sinh Công nghiệp và Độc chất học, 51, 279–286.
41. Rana, SVS, & Tayal, MK (1981). Ảnh hưởng của kẽm, vitamin b12 và glutathione đến gan của chuột tiếp xúc với carbon tetrachloride. Sức khỏe Công nghiệp, 19, 65–69.
42. Rana, SVS, & Kumar, A. (2001). Ảnh hưởng của cadmium và kẽm metallothionein lên methemoglobin và oxit nitric ở chuột được điều trị bằng dimethylnitrosamine. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm Ấn Độ, 39, 487–489.
43. Rani, V., Verma, Y., Rana, K., & Rana, SVS (2018). Các hạt nano oxit kẽm ức chế tổn thương gan do dimethylnitrosamine gây ra ở chuột. Tương tác sinh học Chemico, 295, 84–92.
44. Rasmussen, JW, Martinez, E., Louka, P., & Wingett, DG (2010). Các hạt nano oxit kẽm để phá hủy có chọn lọc các tế bào khối u và có tiềm năng ứng dụng phân phối thuốc. Ý kiến ​​của Chuyên gia về Phân phối Thuốc, 7, 1063–1077.
45. Riopelle, JL, & Jasmin, G. (1969). Bản chất, phân loại và danh pháp của khối u thận do dimethylnitrosamine gây ra ở chuột. Tạp chí của Viện Ung thư Quốc gia, 42, 643–662.
46. ​​Sharma, V., Anderson, D., & Dhawan, A. (2012). Các hạt nano oxit kẽm gây ra tổn thương DNA oxy hóa và quá trình chết rụng qua trung gian ty thể do ROS kích hoạt trong tế bào gan người (HepG2). Apoptosis, 17, 852–870.
47. Shen, C., James, SA, de Jonge, MD, Turney, TW, Wright, PF, & Feltis, BN (2013). Liên quan đến độc tính tế bào, các ion kẽm và oxy phản ứng trong các tế bào miễn dịch của con người tiếp xúc với hạt nano ZnO. Khoa học độc chất, 136, 120–130.
48. Sheweita, SA, & Tilmisany, AK (2003). Ung thư và các enzym chuyển hóa thuốc giai đoạn II. Chuyển hóa thuốc hiện tại, 4, 45–58.
49. Sheweita, SA, Mousa, N., & Al-Masry, HM (2008). N-Nitrosodimethylamine thay đổi sự biểu hiện của glutathione S-transferase trong gan của chuột đực: Vai trò của chất chống oxy hóa. Tạp chí Sinh hóa và Độc chất Phân tử, 22, 389–395.
50. Soheili, S., Moradhaseli, S., Shokouhian, A., & Ghorbani, M. (2013). Tác dụng mô bệnh học của các hạt nano ZnO trên các mô gan và tim ở chuột Wistar. Những tiến bộ trong Bioresearch, 4, 83–88.
51. Taccola, L., Rafa, V., Riggio, C., Vittorio, O., Iorio, MC, Vanacore, R., Pietrabissa, A., & Cuschieri, A. (2011). Các hạt nano oxit kẽm như những chất tiêu diệt có chọn lọc các tế bào đang tăng sinh. Tạp chí quốc tế về y học Nano, 6, 1129–1140.
52. Thurman, RG, Ley, HG, & Scholz, R. (1972). Quá trình oxy hóa etanol ở microsom thể gan. Sự tạo thành hydro peroxit và vai trò của catalase. Tạp chí Hóa sinh Châu Âu, 25, 420–430.
53. Toro, G., & Ackermann, P. (1975). Hóa học thực hành lâm sàng, ấn bản đầu tiên. Little, Brown and Company, Bos ton., Tr.154.