ارزيابي اثر كونژوگه كوئرستين با نانوذرات اكسيد آهن بر بيان گيرنده گاما آمينوبوتيريك اسيد نوع B (GABAB) در هيپوكامپ مدل ايسكمي رت

گيرنده‌هاي گابا B از مهم‌ترين تنظيم‌كننده‌هاي تحريك‌پذيري نوروني هستند و از طريق مكانيسم‌هاي مهاري آهسته عمل مي‌كنند. كاهش بيان اين گيرنده‌ها در جريان سكتهٔ ايسكميك مغزي موجب اختلال در كنترل تحريك‌پذيري بيش‌ازحد نورون‌ها و در نهايت مرگ سلول‌هاي عصبي مي‌شود. كوئرستين (QC) يك فلاونوئيد طبيعي با خواص محافظت‌كنندهٔ عصبي است، اما فراهمي زيستي پايين و حلاليت اندك آن در آب، كارايي درماني‌اش را محدود كرده است. براي غلبه بر اين محدوديت‌ها، كوئرستين با نانوذرات سوپرپارامغناطيس اكسيد آهن (SPIONs) تركيب و نانوفرمولاسيون حاصل (QCSPIONs) تهيه شد. در اين پژوهش، اثر درماني QC و QCSPIONs در مدل انسداد موقتي شريان مغزي-مياني (tMCAO) در رت‌هاي مسن بررسي شد. حيوانات به‌مدت 14 روز به‌صورت خوراكي با QC، QCSPIONs و SPIONs تيمار شدند. در طول دوره تيمار، نقص‌هاي عصبي، حجم ناحيهٔ انفاركتوس، ادم مغزي، عملكردهاي حسي–حركتي، يادگيري، حافظه و بيان mRNA ژن‌هاي زيرواحدهاي گيرندهٔ گابا B، CHOP، Bax و Bcl-2 در ناحيهٔ هيپوكامپ ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه هر دو تركيب QC و QCSPION به طور معني‌داري عملكرد عصبي را بهبود بخشيدند، حجم انفاركتوس و ادم مغزي را كاهش دادند و عملكرد شناختي را ارتقا دادند. همچنين، درمان با QC و به‌ويژهQCSPION موجب افزايش سطح زيرواحدهاي گيرندهٔ گابا B1 و گابا B2 در مقايسه با گروه ايسكميك شدند (p <‎ 0.0001). علاوه براين، بيان ژن CHOP و نسبت Bax/Bcl-2 نيز در مقايسه با گروه ايسكميك به طور معني‌داري كاهش يافتند (p <‎ 0.0001). اين يافته‌ها نشان‌دهندهٔ اثرات ضدآپوپتوزي و محافظت‌كنندهٔ عصبي اين تركيبات است.اثر درماني QCSPIONs در مقايسه با QC آزاد برجسته‌تر بود و اين نانوتركيب توانست تنظيم بيان ژن‌ها را به صورت موثرتري القا كند. به‌طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه QCSPIONs از طريق تعديل بيان ژن‌هاي گيرنده گابا B و CHOP در هيپوكامپ رت‌هاي مسن پس از سكتهٔ ايسكميك، موجب افزايش محافظت عصبي در برابر تحريك‌پذيري بيش‌ازحد نوروني مي‌شود. اين نتايج، پتانسيل درماني QCSPIONs را به‌عنوان رويكردي نوآورانه براي كاهش آسيب مغزي و بهبود بازيابي عملكردي پس از ايسكمي/پرفيوژن مجدد مغزي در افراد مسن را تأييد مي‌كنند.

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles , Quercetin , Transient middle cerebral artery occlusion , GABAB receptor , CHOP

eva‎luation of quercetin-conjugated iron oxide nanoparticlesʹ effects on gamma-aminobutyric acid Type B (GABA B) receptor expression in the hippocampus of the ischemic rat model.

زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي

GABAB receptors regulate neuronal excitability by mediating slow inhibitory mechanisms. In cerebral ischemic stroke, their downregulation impairs control of neuronal hyperexcitability, leading to neuronal death. Quercetin (QC), a natural flavonoid with neuroprotective properties, has limited therapeutic efficacy due to poor bioavailability an‎d low water solubility. To address these challenges, Quercetin was conjugated with superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) to create a nanocomposite (QCSPIONs). This study eva‎luated the therapeutic effects of QC an‎d QCSPIONs in an aged rat model of transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO). Rats received oral QC, QCSPIONs, an‎d SPIONs for 14 days. Neurological deficits, infarct volume, brain edema, sensorimotor performance, an‎d cognitive function were assessed. mRNA expression of GABAB receptor subunits, CHOP, Bax, an‎d Bcl-2 was also measured in the hippocampus. Both QC an‎d QCSPION treatments significantly improved neurological function an‎d reduced infarct volume, brain edema, an‎d cognitive deficits. QC an‎d particularly QCSPIONs also elevated GABAB1 an‎d GABAB2 subunit levels compared to the ischemic group (p <‎ 0.0001). Moreover, there were significant reductions in CHOP expression an‎d the Bax/Bcl-2 ratio relative to the ischemic group (p <‎ 0.0001). These findings demonstrate that both treatments provide anti-apoptotic an‎d neuroprotective effects, with QCSPIONs showing greater efficacy than free QC. QCSPIONs enhance neuroprotection against neuronal hyperexcitability in aged rats after ischemic stroke, likely by modulating GABAB receptor an‎d CHOP gene expression in the hippocampus. These results support the therapeutic potential of QCSPIONs as an innovative strategy to reduce brain injury an‎d improve recovery following cerebral ischemia/reperfusion in the elderly.

4