24046

BIO2 1038

كارشناسي ارشد

زيست شناسي سلولي و مولكولي

علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي

شهريور ماه 1403

103 ص.

دكتر ابوالقاسم اسماعيلي

ژن‌هاي آپوپتوتي , نانو ذرات سوپرپارامگنتيك اكسيد آهن , كوئرستين , استرس‌اكسيداتيو , چشم , آنتي‌اكسيدان , فراهمي زيستي

چشم از مهم‌ترين اندام هاي حسي انسان در طول زندگي است، از جمله بافت‌هاييست كه بيشتر از بافت‌هاي ديگر بدن در معرض استرس‌اكسيداتيو است. يكي از مسيرهاي سلولي، كه استرس‌اكسيداتيو راه‌اندازي مي‌كند، مسير مكانيسم‌هاي تنظيم مرگ سلولي است. از جمله ژن‌هاي مهم دخيل در مسيرهاي مذكور ژن Bax و Bcl-2 است. با فعال شدن مسيرهاي مرگ سلولي با استرس‌اكسيداتيو در بافت چشم، بيماري‌هاي متفاوت چشمي از جمله آب مرواريد، آب سياه، رتينوپاتي ديابتي و... ايجاد مي‌گردد. براي جلوگيري از اين بيماري‌ها بايد علاوه بر قدرت آنتي‌اكسيدان‌هاي درون‌زا، به نحوي قدرت آنتي‌اكسيداني چشم را در برابر استرس‌اكسيداتيو موجود افزايش داد تا تعادل پروكسيدان-آنتي‌اكسيدان در چشم ايجاد شود و بيماري به وجود نيايد. كوئرستين خواص آنتي‌اكسيداني بالايي از خود نشان داده است. با توجه به مطالعات پيشين روش تزريق درون صفاقي روشي مناسب براي دارو رساني است اما براي عبور از سد خوني-چشمي و افزايش فراهمي زيستي و توزيع زيستي كوئرستين نياز به سامانه‌هاي تحويل دارو، از جمله نانوذرات هست. در اين مطالعه از كوئرستين كونژوگه با نانوذرات سوپر پارامگنتيك اكسيد آهن با پوشش پلي اتيلن گليكول به روش تزريق درون صفاقي، به منظور بررسي اثر بر بيان ژن‌هاي Bax و Bcl-2 در بافت كامل چشم موش صحرائي استفاده شد. موش‌ها به منظور مقايسه بهتر و نتيجه‌گيري قابل اعتمادتر به 4 گروه 6 تايي تقسيم شدند: گروه كنترل، گروه تحت تيمار با كوئرستين آزاد، گروه تحت تيمار با نانوذرات سوپر پارامگنتيك اكسيد آهن و گروه تحت تيمار با كوئرستين كونژوگه با نانوذرات سوپر پارامگنتيك اكسيد آهن. سطوح بيان ژن‌هاي مرگ سلولي Bax و Bcl-2 در بافت چشم با استفاده از تكنيك Real-time PCR بررسي شد. نتايج حاصل از تكنيك Real-time PCR نشان داد كه ميانگين بيان ژن Bax نسبت به گروه كنترل تفاوت چنداني مشاهده نشد و تقريبا با گروه كنترل يكسان بود. اما افزايش چشمگيري در بيان ژن Bcl-2 نسبت به گروه كنترل مشاهده شد و همچنين اين افزايش بيان نسبت به ساير گروه‌ها نيز چشمگير و معني‌دار بود (01/0 P<). در آخر كاهش به شدت چشمگيري در نسبت سطح بيان ژن‌هاي Bax/Bcl-2 نسبت به گروه كنترل مشاهده شد(01/0 P<) و همچنين اين كاهش در نسبت سطح بيان ژن‌هاي Bax/Bcl-2 نسبت به 2 گروه ديگر در اين پژوهش هم چشمگير و قابل ملاحظه بودP<0.01) ). اين يافته‌ها نشان دادند كه كونژوگه كردن كوئرستين با نانوذرات سوپرپارامگنتيك اكسيد آهن خواص آپوپتوتيك نانوذرات را به شدت كاهش مي‌دهد، و در نتيجه از مرگ سلولي در چشم پيشگيري مي‌گردد. فعال‌سازي يا سركوب مسيرهاي آپوپتوز در استرس‌اكسيداتيو با درمان‌هاي مبتني بر فلاونوئيدهاي كونژوگه با نانوذرات مي تواند به عنوان يك استراتژي ايمن براي پيشگيري يا كاهش بيماري‌هاي مختلف چشمي در نظر گرفته شود.

Apoptotic genes , Superparamagnetic iron oxide nanoparticles , Quercetin , Oxidative stress , , eye,Aantioxidant , Bioavailability

The Effect of Conjugated Quercetin with Iron Oxide Superparamagnetic Nanoparticles on the Expression of the Rat’s eyes Apoptotic Genes using Injection Method

زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي

The eye is one of the most important tissues which are vulnerable to the oxidative stress more than other tissues of the body. Vraity of damages are obsereved due to the oxidative stress and consecuently activation of the several cellular pathways in different tissues. One of these cellular pathways is the pathway of opoptosis. Bax and Bcl-2 genes are among the important genes involved in the mentioned pathways. With the activation of cell death pathways with oxidative stress in the eye tissue, different eye diseases such as cataracts, glaucoma, diabetic retinopathy, etc. are caused. Prevention of these diseases, not only depends to the power of endogenous antioxidants, but also requires somehow increase the antioxidant power of the eye against the existing oxidative stress in order to create a prooxidant-antioxidant balance in the eye. Many studies have shown that the Quercetin has high antioxidant properties. In order to deliver medicine to the eye, it is necessary to pass through various barriers witch the eye potentially protects itself against threats. According to previous studies, the intraperitoneal injection method is a suitable method for drug delivery, however, to cross the blood-ocular barrier and increase the bioavailability and biodistribution of quercetin, drug delivery systems including nanoparticles, are needed. In this study, in order to investigate the effect on the expression of Bax and Bcl-2 genes in the whole rat eye tissue, quercetin conjugated with superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with polyethylene glycol was used by intraperitoneal injection method. To have indetailed and reliable conclusions, the mice were divided into 4 groups of 6 rats: control group, group treated with free quercetin, group treated with superparamagnetic iron oxide nanoparticles, and group treated with quercetin conjugated with superparamagnetic iron oxide nanoparticles. The Real-time PCR technique is used to measure the expression levels of Bax and Bcl-2 opoptotic genes in eye tissue are investigated. The results of Real-time PCR showed that the average Bax gene expression was not significantly different from the control group and was almost the same as the control group. But a considerable increase in Bcl-2 gene expression was observed compared to the control group, and this increase in expression compared to other groups was also significant (P<0.001). Finally, a significant decrease in the expression level ratio of Bax/Bcl-2 genes compared to the control group was observed (P<0.01). These findings showed that conjugation of quercetin with superparamagnetic iron oxide nanoparticles strongly reduces the apoptotic properties of nanoparticles, and as a result, opoptosis in the eye is prevented. Activation or suppression of apoptotic pathways in oxidative stress with treatments based on flavonoids conjugated with nanoparticles can be considered as a safe strategy to prevent or reduce various eye diseases.

3