دانلود رایگان ترجمه مقاله اثر سیتوتوکسیک نانوذرات نقره ذرات بر روی بافت بیضه – الزویر ۲۰۱۵

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی 

 

دانلود رایگان ترجمه مقاله 

 

 

 

 چکیده

به تازگی شواهد زیادی وجود دارد که نانو ذرات نقره (NS) شدیدا باعث القای اثرات سیتوتوکسیک در شرایط in vitro و in vivo می شوند. در اینجا، ما اثر وابسته به دوز NS بر تغییرات بافتی، تغییرات بیوشیمیایی، وضعیت درون ریز، پارامترهای اسپرم و همچنین بیان Hsp70-2 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نانو ذرات نقره (۵۰-۶۰ نانومتر) در ۳ دوز ۵/۰، ۱ و ۵ میلی گرم/کیلوگرم به صورت داخل صفاقی به مدت ۳۵ روز تجویز شد. در گروه کنترل شم از ۳/۰ میلی لیتر نرمال سالین استفاده شد. تغییرات بافتی، پارامترهای اسپرم، سطح سرمی هورمون-های LH، FSH و تستوسترون مورد بررسی قرار گرفت. آسیب RNA در سلول های ژرمینال و لیدیگ، کانون استروئیدساز سلول های لیدیگ، ظرفیت آنتی اکسیدانی کل بیضه و اسپرم ( TAC)، سطح مالون دی آلدئید ( MDA)، اکسید نیتریک ( NO)، بیان ایمونوهیستوشیمیایی ( IHC) و بیان سطح mRNA Hsp70-2 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. NS به صورت وابسته به دوز، منجر به افزایش تخریب سلول های ژرمینال، نکروز، آتروفی لوله های اسپرم ساز و کاهش سطح سرمی هورمون های LH، FSH و تستوسترون شد. آسیب بالای RNA در سلول های ژرمینال و لیدیگ همراه با افزایش ناهنجاری های اسپرم در گروه تیمار شده با NS مشاهده شد. بیان Hsp70-2 در گروه تیمار شده با ۵/۰ میلی گرم/کیلوگرم NS تنظیم بیش از حد شد، در حالی که بیان آن در گروه تیمار شده با ۱ و ۵ میلی گرم/کیلوگرم NS کاهش یافت. سطح TAC بیضه و اسپرم کاهش یافت. با این حال، سطح MDA و NO در تمام گروه های تیمار شده با NS به طور معنی دار افزایش یافت (P <0.05). هیچ تغییر بافتی و بیوشیمیایی در گروه کنترل شم مشاهده نشد. در نتیجه، ذرات NS اثر پاتولوژیک خود را از طریق تحت تاثیر قرار دادن آنتی اکسیدانی بیضه و وضعیت درون ریز اعمال کردند، که به نوبه خود منجر به کاهش بیان Hsp70-2 شد. ذرات NS از طریق این مکانیسم باعث تاثیر منفی بر محتوی RNA، DNA و پروتئین های سلول شدند.

 

بحث
بسیاری از مطالعات قبلی نشان دادند که ذرات NS اثرات دژنراتیو بر کبد، کلیه، بافت عصبی (Reddy et al., 2008; Limbach et al.,2007) و حتی سیستم تنفسی دارد (Aaseth et al., 1981). در مطالعه حاضر، شواهدی برای نشان دادن اثر نامطلوب تیمار NS بر بیضه ها و سطح اسپرم ارائه شده است. در حیوانات تیمار شده با NS، کاهش درصد TDI، RI، SPI، افزایش آسیب به RNA سلول های زاینده و کاهش کیفیت اسپرم مشاهده شد. برای درک مکانیسم (های) درگیر، فعالیت غدد درون ریز بیضه با ارزیابی ویژگی های بافت شناسی سلول های لیدیگ، فعالیت استروئیدسازی و آسییب به RNA انجام شد. از سوی دیگر، بر بیوسنتز همراه چاپرون Hsp70-2 در لایه های مختلف اپیتلیوم ژرمینال و همچنین سلول های لیدیگ تمرکز شده است. علاوه بر این، سطح mRNA Hsp70-2 در تمام گروه ها مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات نشان داد که NS، باعث افزایش وابسته به دوز آسیب به RNA در هر دو سلول لیدیگ و ژرمینال و کاهش توزیع سلول های لیدیگ و همچنین فعالیت های استروئیدساز می شود. در حیوانات تیمار شده با NS، کاهش معنی دار بیان Hsp70-2 در دوزهای بالاتر اتفاق افتاد. در نهایت، داده های ما نشان داد که استفاده از NS باعث کاهش تنظیم وضعیت آنتی اکسیدانی و افزایش مقدار MDA و NO در سطح بیضه و اسپرم شد. به عنوان یک یافته اصلی، تجزیه و تحلیل ما نشان داد که NS به طور مستقیم بر بافت بیضه تاثیر می گذارد. بر این اساس، وزن کل بدن حیوانات تیمار شده با NS، تفاوت معنی داری با گروه کنترل شم ندارد. در ضمن، وزن بیضه نسبت به وزن بدن، نسبت به حیوانات گروه کنترل شم، به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. این تغییرات ممکن است به تاثیر دژنراتیو ذرات NS بر بافت بیضه نسبت داده شود.
این فرضیه توسط کاهش کانون استروئید در سلول های لیدیگ و کاهش سطح تستوسترون پشتیبانی می شود. از سوی دیگر، تحلیل بافت شناسی ما نشان داد که NS، در یک وضعیت وابسته به دوز، باعث کاهش تعدادسلول های لیدیگ در هر ۲ میلی متر از بافت همبند، افزایش توزیع سلول های لیدیگ هیپرتروفی شده و در نتیجه آسیب شدید به RNA در این سلول ها می شود. بنابراین، می توانیم نتیجه گیری کرد که علاوه بر اختلال القا شده توسط NS در محور هیپوفیز- گناد، کاهش وضعیت درون ریز بیضه از طریق تاثیر مستقیم سلول های لیدیگ اتفاق می-افتد. به منظور درک مکانیسم حاکم بر تاثیر NS بر وضعیت درون ریز بیضه، باید توجه داشت که یک همبستگی appositional بین تخلیه آندروژن و افزایش استرس اکسیداتیو وجود دارد. به عنوان نتیجه ای از تنش اکسیداتیو ناشی از نقص آندروژن، نرخ آپوپتوز در سلول های زاینده افزایش می یابد (Lue et al., 1990; Agarwal et al., 1994; Dierich et al., 1998). از سوی دیگر، تنش اکسیداتیو ایجاد شده به صورت پاتولوژیکی بر DNA، RNA، و محتوی پروتئین های سلولی آسیب دیده و دست نخورده تاثیر می گذارد و در نهایت منجر به پراکسیداسیون پروتئین ها و لیپیدها می شود (Agarwal et al., 1994; Agarwal et al.,2008). به منظور نشان دادن این اختلالات، سطح TAC بیضه و اسپرم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی ما نشان داد که NS باعث تنظیم کاهشی TAC در سطح بیضه و اسپرم می شود. محققان قبلی نشان دادند که گونه فعال اکسیژن و نیتروژن افزایش یافته به صورت پاتولوژیکی (ROS/RNS) شامل سوپراکسیدازها، پراکسیدها و اکسید نیتریک (NO)، باعث آپوپتوز/ نکروز سلولی از طریق القای تغییرات ساختاری و بیوشیمیایی می شود (Calabrese et al., 2000; Forlenza and Miller, 2006).
IHC تجزیه و تحلیل نیمه کمی RT-PCR نشان داد که در حیوانات قرار گرفته در معرض دوز پایین NS (5/0 mg/kg)، بیان Hsp70-2 نسبت به کنترل گروه شم افزایش یافت. با این حال، در حیوانات تیمار شده با دوزهای متوسط (۵/۰ mg/kg) و بالای NS نیز کاهش معنی دار بیان Hsp70-2 در سطح IHC و mRNA مشاهده شد. با توجه به این یافته ها، می توان پیشنهاد کرد که تحت شرایط تنش پایین تر (تنش NOS/ROS القا شده با دوز پایین NS و تخلیه اندروژن)، بیان بیش از حد Hs70-2 در بافت بیضه برای کنترل اختلالات ناشی از استرس اتفاق افتاد. در مقابل، در دوزهای بالاتر، NS از طریق مکانیسم مختلف عمل می کند. در واقع، عوامل مختلف محرک، از جمله دیسموتاز، رادیکال های آزاد و NO تاثیر معکوسی بر ساختار پروتئین های سلولی حتی Hsp70-2 دارد (Kaur and Bansal, 2003). در کنار این واقعیت، باید توجه داشت که ذرات NS قادر به اتصال محکم به پروتئین، چربی و DNA بوده و به تبع آن باعث پراکسیداسیون قابل توجه در این سطوح می-شوند (Lamb et al., 2010). بنابراین، می توان فرض کرد که در حیوانات تیمار شده با دوز بالای NS، آسیب-های ناشی از NS در ارتباط با اختلالات ناشی از ROS/ NOS منجر به آسیب قابل توجه در سطح پروتئین و RNA Hsp70-2 می شوند. کاهش بیوسنتز و سطح mRNA Hsp70-2 مرتبط با کاهش معنی دار سطوح کل RNA و پروتئین، این فرضیه را تایید می کند. گزارش شده است که اسپرماتوسیت های بدون Hsp70-2 نمی توانند میوز خود را کامل کنند و به دنبال آن از طریق آپوپتوز حذف می شوند (Tesarik, 1998). بنابراین می توان پیشنهاد داد که NS منجر به ایجاد آسیب های شدید در سطوح سلول اسپرماتوسیت (مشخص شده با TDI و SPI کاهش یافته) از طریق تأثیر بر بیان و/یا بیوسنتز Hsp70-2 می شوند. علاوه بر این، عملکرد و بیان Hsp70-2 در اواخر مراحل فرآیند اسپرمیوژنز تغییر کرده و به طور خاص با پروتئین های بسته بندی-DNA اختصاصی اسپرماتید همراه است (Govin et al., 2006). به عبارت دیگر، سنتز پروتئین های انتقالی ۱و ۲ بسته بندی کننده ی DNA و پروتامین های ۱ و ۲ تا حد زیادی به بیان چاپرون های Hsp70-2 بستگی دارد (Zhu et al., 1997; Govin et al., 2006). تجزیه و تحلیل بلوغ هسته ای اسپرم نشان داد که درصد اسپرم های با تراکم کروماتین، به صورت وابسته به به دوز تجویزشده ی NS کاهش یافت. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که NS تا حدی باعث کاهش پروتامین از طریق تنظیم کاهشی بیان Hsp70-2 می شود. در این راستا، اسپرم با بسته بندی DNA مختل شده، در مقابل تنش های اکسیداتیو و نیتروساتیوبسیار حساس هستند (Malekinejad et al., 2012; Razi et al., 2011). در راستای این موضوع، درصد اسپرم با آسیب DNA در حیوانات تیمار شده با NS افزایش یافته بود. آرایش ویژه اسیدهای چرب اشباع نشده ، پلاسمالوژن ها و اسفنگومیلین ها در غشاء سلول اسپرم مسئول حساسیت این سلول ها نسبت به رادیکال های آزاد ناشی از پراکسیداسیون لیپیدی هستند (Sanocka and Kurpisz, 2004). به منظور شناسایی اثر تنش اکسیداتیو ناشی از NS بر پراکسیداسیون لیپیدی در سطح اسپرم، زنده مانی اسپرم و مقدار MDA تجزیه و تحلیل شد. مشاهدات نشان دادند که زنده مانی اسپرم در حیوانات تیمار شده با NS کاهش یافته و سطح MDA بسته به دوز تجویز شده افزایش یافته است. تجزیه و تحلیل بیشتر TAC اسپرم، کاهش قابل توجه سطح TAC نمونه های اسپرم گروه تیمار شده با NS را نشان داد. بنابراین، منطقی است که فرض کنیم که پراکسیداسیون لیپیدی ناشی از NS مرتبط با تنش اکسیداتیو نای از NS منجر به کاهش زنده مانی اسپرم و در نتیجه از دست دادن تحرک اسپرم می شود (شکل ۱۲). فرضیه حاضر با مطالعات دیگر در مورد اثر رادیکال های آزاد بر زنده مانی و تحرک اسپرم نشان داده شده است (Sanocka and Kurpisz, 2004; Aticken and Sawyer, 2003).

Lastly, there are growing evidences that nanosilver (NS) particles highly induce cytotoxic impacts in vitro and in vivo. Here, we analyzed the dose dependent effect of NS on histological changes, biochemical alterations and endocrine statuses, sperm parameters as well as chaperone Hsp70-2 expression. NS particles (50–۶۰ nm) were administrated in 3 doses of 0.5, 1 and 5 mg/kg, intraperitoneally, for 35 days. The 0.3 mL normal saline was administrated in control-sham group. Histological alterations, sperm parameters, serum levels of LH, FSH and testosterone were evaluated. Germinal and Leydig cells RNA damage, Leydig cells steroidogenic foci, the testicular and sperm total antioxidant capacity (TAC), malondialdehyde (MDA), nitric oxide (NO) levels, immunohistochemical (IHC) expression and mRNA level of Hsp70-2 were analyzed. The NS, dose dependently, resulted in enhanced germinal cells degeneration, necrosis, seminiferous tubules atrophy and decreased serum levels of LH, FSH and testosterone. Elevated germinal and Leydig cells RNA damage associated with increased sperm abnormalities were observed in NS-treated groups. Expression of Hsp70-2 was up-regulated in 0.5 mg/kg, while its expression was decreased in 1 and 5 mg/kg NS-treated groups. Testicular and sperm TAC levels reduced. However, the MDA and NO levels significantly (P < 0.05) increased in all NS-treated groups. No histological and biochemical changes were detected in control-sham group. In conclusion, the NS particles exert their pathological impact via affecting testicular antioxidant and endocrine statuses, which in turn lead to diminished expression of Hsp70-2. Ultimately, by this mechanism NS particles adversely impact the cellular RNA, DNA and protein contents.