نوع مقاله : مقاله پژوهشی
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله English
نویسندگان English
Introduction: Cortisol is one of the most significant factors contributing to controlling stress. Additionally, another well-known mechanism for protecting cells against various stresses and linked to cortisol is the reaction to heat shock, which triggers the production of heat shock proteins (HSP). By strengthening sturgeon fish's defense system against environmental stress, such as temperature stress, their stocks can be preserved.
Materials and methods: In this study, sterlet sturgeon (Acipenser ruthenus) liver tissue cells were extracted and cultured in flasks. Nopal Endurance (Pro-Tex®), amygdalin, and pyrazole derivatives (SZ) were used as HSP inducers (HSPi). In order to determine the viability and optimal dose, MTT (3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide) assay was performed. The activity of cortisol and biochemical enzymes was analyzed in liver cells under temperature stress (18, 22, and 26 °C) in the presence and absence of HSPi compounds.
Results: MTT assay showed that cells receiving HSPi compounds increased survival. They could increase cortisol levels alone or in combination with stress. Amygdalin reduced biochemical enzyme activity.
Discussion and conclusion: Escape from apoptosis under stress conditions is a basic strategy for cell survival. Considering the role of cortisol and its relationship with HSP in environmental stress conditions, it can be concluded that treating cells with HSPi compounds can make cells resistant to stress and the harmful effects caused by stress reverse and ultimately increase survival.
کلیدواژهها English
تغییرات کورتیزول و آنزیمهای بیوشیمیایی در سلولهای کبد تاسماهی استرلیاد (Acipenser ruthenus) تحت استرس دمایی در حضور القاکنندههای HSP
سودا زارعی1، حسین غفوری1و2*، لیلا وحدتیراد1، تورج سهرابی3 و بهروز حیدری1و2*
1 ایران، رشت، دانشگاه گیلان، گروه زیست شناسی
2 ایران، رشت، دانشگاه گیلان، پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، گروه علوم دریایی
3 ایران، تهران، سازمان آموزش و تحقیقات کشاورزی (AREEO)، مؤسسه تحقیقاتی علوم شیلاتی کشور، انستیتو تحقیقات بینالمللی ماهیان خاویاری
تاریخ دریافت: 12/06/1402 تاریخ پذیرش: 27/09/1402
چکیده
کورتیزول یکی از مهمترین عوامل موثر در کنترل استرس است. از طرفی، مکانیسم شناختهشده دیگری که از سلولها در برابر استرسهای گوناگون حفاظت میکند و با کورتیزول مرتبط میباشد، پاسخ به شوک حرارتی است که منجر به القاء سنتز پروتئینهای شوک حرارتی یا HSP میشود. با تقویت سیستم دفاعی ماهیان خاویاری در برابر استرسهای محیطی مانند تنش دمایی، میتوان ذخایر آنها را حفظ کرد. در این مطالعه، سلولهای بافت کبد ماهی خاویاری استرلیاد (Acipenser ruthenus) استخراج و در فلاسک کشت داده شد. از نوپال اندورانس (Pro-Tex®)، آمیگدالین و مشتق پیرازولی (SZ) بعنوان القاکنندههای HSP (HSPi) استفاده شد. جهت زیستپذیری و تعیین دوز بهینه تست MTT (3- (4،5-دی متیل تیازول-2 یل)-2،5 دی فنیل تترازولیوم بروماید) صورت گرفت. فعالیت کورتیزول و آنزیمهای بیوشیمیایی در سلولهای کبد تحت تنش دمایی ( 18، 22 و °C 26) در حضور و عدم حضور ترکیبات HSPi آنالیز شد. سنجش MTT نشان داد سلولهایی که ترکیبات HSPi دریافت نمودند، موجب افزایش بقاء شدند. آنها توانستند کورتیزول را بطور خاص بصورت جداگانه یا در ترکیب با استرس افزایش دهند. آمیگدالین فعالیت آنزیمهای بیوشیمیایی را کاهش داد. فرار از آپوپتوز در شرایط استرس یک استراتژی اساسی برای بقای سلول میباشد. با توجه به نقش کورتیزول و ارتباط آن با HSP در شرایط استرس محیطی، میتوان نتیجه گرفت که تیمار سلولها با ترکیبات HSPi میتواند سلولها را در برابر استرس مقاوم کرده و اثرات مضر ناشی از استرس را معکوس کند و در نهایت باعث افزایش بقاء شود.
واژههای کلیدی: آپوپتوز، آمیگدالین، استرس سلولی، پروتئین شوک حرارتی، ماهی خاویاری
* نویسندگان مسئول، پست الکترونیکی: H.ghafoori@guilan.ac.ir و Bheidari@guilan.ac.ir
مقدمه
گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی یکی از مشکلات زیستمحیطی جدی میباشد. امنیت زیستمحیطی در دریای خزر از اهمیت بسیاری برخوردار است. این دریاچه بزرگ به دلیل ابعاد ژئوپلیتیکی و ژئواکونومیکی و ویژگیهای منحصر به فرد خود، بطور قابل توجهی در برابر چالشهای تغییرات آب و هوایی آسیب پذیر بوده است. در واقع، انزوای طبیعی دریای خزر شرایط گرمایش جهانی آن را منحصر به فرد میکند (49). از سال 1982 تا 2019 میلادی دمای سطحی آب دریای خزر در ایران بین °C5 تا °C8 افزایش یافته است (32 و 50).
ماهیان خاویاری از ماهیان Anadromous بوده و جزء مهمترین گونههای دریای خزر میباشند و جهت تخمریزی به رودخانه مهاجرت میکنند (47)، ولی با عواملی همچون صید بیرویه، کاهش زیستگاه و مکان تخمریزی، آلودگی محیطی و هرگونه استرس (تغییرات دمایی حین مهاجرت بین آبهای لبشیرین و لبشور، شوری، pH، آلایندههای صنعتی و سموم کشاورزی) مواجه هستند و مطابق اتحادیه بینالمللی حفاظت از طبیعت (IUCN: International Union for Conservation of Nature) 85% در خطر انقراض میباشند و بهترین راه مقابله، تکثیر مصنوعی میباشد (35 و 40). ماهی خاویاری استرلیاد (Sterlet)،Acipenser ruthenus ، یک ماهی آبشیرین محسوب میشود که در رودخانههای بزرگ اوراسیا زندگی میکند و یکی از ماهیان خاویاری بومی آسیا و اروپا میباشد. نسبت به سایر گونههای ماهیان خاویاری، کوچکترین عضو این خانواده بوده و وزن آن 20 کیلوگرم و طولش در نهایت بیش از یک متر نمیباشد (48).
در ماهیها، مانند سایر موجودات گرمازا، دمای آب به طور قابل توجهی بر فرآیندهای متابولیکی و فیزیولوژیکی تأثیر میگذارد و به عنوان "عامل اصلی اکولوژیکی" در نظر گرفته میشود (23). زیرا افزایش یا کاهش دما از حد اپتیمم میتواند بر مکانیسمهای هموستازی گوناگون تأثیر گذارد. توانایی ماهیها برای تحمل شرایط دمایی مختلف تحت تأثیر عواملی مانند گونه، ژنتیک، سن، مراحل رشد، آمادگی فیزیولوژیکی و سابقه قبلی قرار گرفتن در معرض آن حرارت بستگی دارد. دما موجب تخریب اجزاء سلول میشود. شوک دمایی را یکی از مهمترین عوامل استرسزا در افزایش بیان پروتئینهای شوک حرارتی ( HSP: Heat shock proteins) و کورتیزول در حیوانات معرفی نمودند (36).
کورتیزول کورتیکواستروئید اصلی در ماهیها میباشد و نقش اساسی برای مقابله با چالشهای محیطی دارد. تولید کورتیزول شامل محور هیپوتالاموس- هیپوفیز- اینتررنالی (HPI: Hypothalamo–Pituitary–Interrenal) میباشد. بطور خلاصه، تولید و آزادسازی کورتیزول در پاسخ به استرس در سلولهای بین کلیوی، واقع در رأس کلیه استخوانی رخ میدهد و عمدتاً توسط هورمون آدرنوکورتیکوتروپیک (ACTH: Adrenocorticotropic hormone) کنترل میگردد (4). در شرایط استرس کورتیزول تولید شده مکانیسمهای فیزیولوژیکی را فعال میکند تا به ماهی اجازه دهد تا با عوامل استرسزا مقابله کند (22). مشخص شده است که سطح کورتیزول در پاسخ به تغییرات حاد از جمله دما در بسیاری از عوامل زنده و غیر زنده افزایش مییابد (3). همچنین هنگام مواجه ماهی با استرس دمایی و به دنبال آن تولید کورتیزول، تغییراتی در شاخصهای بیوشیمیایی کبد از جمله آسپارتات آمینوترانسفراز (AST)، آلانین آمینوترانسفراز (ALT)، آلکالین فسفاتاز (ALP) و لاکتات دهیدروژناز (LDH) رخ میدهد (38).
در ماهیها، عوامل استرسزا انواع واکنشهای استرس را در سطح سلولی فعال میکنند. یکی از شناختهشدهترین مکانیسمهایی که سلولها را از تنشهای مختلف محافظت میکند، پاسخ به شوک حرارتی است که منجر به افزایش تنظیم HSP میشود (2 و 45). خانوادهی HSP به طرق مختلف به تنشهای زیستی و غیرزیستی پاسخ میدهند (26). ردههای سلولی، کشتهای اولیه سلولهای مختلف و بافتهای ماهی به عنوان بیانگر HSP توصیف شدهاند (44). مطالعات در مجموع نشان میدهند که بیان HSP در طیف گستردهای از سلولها و بافتهای ماهی، توسط عوامل استرسزای بیولوژیکی مانند پاتوژنهای عفونی و هم توسط عوامل استرسزای غیرزنده مانند گرما، شوک سرما و آلایندههای محیطی تحت تأثیر قرار میگیرد (25). همچنین مطالعات بسیاری ارتباط مستقیم بین HSP و کورتیزول را در شرایط استرس دمایی تأیید نمودهاند (11 و 25). ترکیبات بسیاری به صورت طبیعی یا سنتزی وجود دارند که به عنوان القاکنندههای HSP (HSPi: HSP inducer) شناخته شده و موجب افزایش بیان HSP میگردند (37). یکی از این ترکیبات،Pro-Tex® یک پیشساز مقاوم است که HSPs را در موجوداتی از جمله ماهیان خاویاری ایرانی القاء میکند.Pro-Tex® شکل محلول TEX-OE میباشد و از Opuntia ficus indica یا کاکتوس Nopal به دست میآید (5). آمیگدالین (Amygdalin: AMG) HSPi دیگری هست که معمولا استفاده میشود. بسیاری از گیاهان، از جمله زردآلو و آلو، حاوی این ترکیب طبیعی هستند (12). علاوه بر این، چندین مطالعه نشان داده است که ترکیبات مبتنی بر پیرازول میتواند بیان HSP70 را با فعال کردن ژنHSF1 (Heat Shock Transcription Factor 1) تنظیم کند (14).
مطالعات اندکی در زمینه تاثیرات و پتانسیل ترکیبات HSPi در شرایط استرس در ماهیها خصوصا ماهیان خاویاری وجود دارد. مطالعهای توسط Vahdatiraad و همکاران در سال 2023 انجام شد که در آن اثرات القایی ترکیب TEX-OE بر روی ماهی خاویاری گونه اوزونبرون (Acipenser stellatus) در مواجه با تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت (46). همچنین در پژوهش دیگری اثرات القایی ترکیب TEX-OE بر بیان ژن HSP70 و پارامترهای پاسخ ایمنی در بچه تاسماهی ایرانی، Acipenser persicus، آلوده به Aeromonas hydrophila مورد مطالعه قرار گرفت (6).
رده سلولی تکنیک ارزشمندی برای مطالعه استرس، سمشناسی، سرطانزایی، تنظیم ژنتیکی و بیان میباشد (31). به عنوان مثال، سلولهای کبدی عمدتاً مسئول تنظیم متابولیک و سمزدایی هستند (43). سیستمهای کشت سلولی پتانسیل جایگزینی حیوان به عنوان سیستمهای مدل برای اندازهگیریهای استرس را دارا میباشند (20). هدف از مطالعه حاضر، بررسی پتانسیل HSPi در کاهش استرس ناشی از تغییرات دمایی در سلولهای کبد ماهی خاویاری استرلیاد و افزایش بقاء میباشد. به طور خاص، اثرات HSPi، از جمله Tex-OE و آمیگدالین، همراه با یک القاکننده HSPs مبتنی بر پیرانو- پیرانازول جدید سنتز شده به نام SZ، بر روی تغییرات آنزیمهای بیوشیمیایی کبد و سطح کورتیزول ارزیابی خواهد شد. در نهایت هدف اصلی این پژوهش، ارائهی بینشی در مورد مکانیسمهای نهفته در اثرات حفاظتی القای HSP و توسعه استراتژیهای موثر برای کاهش استرس ناشی از تغییرات محیطی بر روی گونههای ماهیان خاویاری میباشد.
مواد و روشها
سنتز 4،4- (1،4- فنیلن) بیس (5-آمینو-3-متیل-1،4- دی هیدروپیرانو [2،3-c] پیرازول-6-کربونیتریل؛ SZ): این ترکیب از واکنش mmol 2 پیرازولون، mmol 1/2 مالونیتریل و mmol 1 ترفتالدهید در حضور محلول 5 درصد سود (NaOH) به عنوان کاتالیزور در حلال اتانول و در شرایط رفلاکس سنتز شد (41). ساختار ترکیب سنتز شده با روشهای FT-IR و NMR تأیید گردید (دادههای تکمیلی- بخش 1). وزن مولکولی ترکیب سنتزی g/mol 427 بود.
جداسازی سلول از بافت کبد ماهی خاویاری استرلیاد: یک تاسماهی استرلیاد پرورشی به وزن 28/15 گرم و طول تقریبا 18 سانتیمتر از موسسه تحقیقات بینالمللی تاسماهیان خزر برای این مطالعه استفاده شد، سلولهای بافت کبد (دادههای تکمیلی- بخش 2) در محیط کشتL15 (تهیه شده از انستیتو پاستور ایران) حاوی سرم جنین گاو ( FBS: Fetal bovine serum) (تهیه شده از شرکت Sigma- Aldrich) با غلظت نهایی10%، در °C22 و 5 % CO2، کشت داده شدند. قبل از شروع کار، محیط L15 ناقص، در داخل حمام آب گرم °C 37 قرار داده شد. در زیر هود لامینار و در شرایط استریل به محیط ناقص، 10% FBS، 1% محلول پنیسیلین/ استرپتومایسین (Pen-Strep: penicillin/streptomycin؛ تهیه شده از شرکت Sigma- Aldrich) و 1% آمفوتریسین B (Amphotericin B؛ تهیه شده از شرکت Sigma- Aldrich) اضافه شد تا محیط کامل تهیه گردد. سپس یک تکه از بافت جدا شده در شرایط کاملا استریل به محیط کشت کامل موجود در یک فالکون اضافه و به آرامی چند بار با پیپت مخلوط و محتوا به درون فلاسک T25 cm2 منتقل شد. روز بعد، محیط کشت درون فلاسک، باL15 کامل جدید، تعویض گردید. سلولها هر روزه از لحاظ آلودگی و همچنین رشد در زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفتند. پس از 15-10 روز، هنگامی که سلولها به اندازه 90-80% کف فلاسک را پوشش دادند و کاملا با یکدیگر تلاقی (Confluency) داشتند آماده تریپسینه شدن بودند. بدین منظور محیط کشت از فلاسک خارج و سلولهای چسبیده به کف فلاسک، دو بار با بافر فسفات سالین (PBS: Phosphate-buffered saline, pH= 7.4) شستشو داده شدند. سپس بعد از اضافه کردن تریپسین-EDTA (25/0% تهیه شده از شرکت Sigma-Aldrich) به سلولهای تکلایه در تمام فلاسک پخش گردید و فلاسک به مدت 3 دقیقه در انکوباتور °C22 قرار داده شد. در نهایت با زدن چند ضربه به دیواره فلاسک، سلولهای چسبیده به کف فلاسک کنده شدند. البته سلولهای چسپنده را میتوان با سل اسکرپر (cell scraper) بطور فیزیکی نیز جدا نمود. در مرحله بعد، محیطL15 کامل به فلاسک اضافه شد. سرم موجود در محیط کامل باعث غیرفعال شدن تریپسین میشود. محیط کشت، با استفاده از پیپت پاستور، چندین بار مخلوط شد تا سلولها کاملا از یکدیگر جدا گردند. پس از سانتریفیوژ سلولها (rpm 3000 به مدت 5 دقیقه)، سوپرناتانت خالی و محیط کشت کامل به رسوب سلولی ته فالکون اضافه شد و با پیپت پاستور به آرامی هموژن گردید. تعداد سلولها با استفاده از لام نئوبار شمارش شدند. تعداد مناسبی از سلولها برای آزمایشهای بعدی به ظرف مورد نظر منتقل گردیدند (51 و 15).
تعیین دوز بهینۀ ترکیبات HSPi: ترکیب تجاری نوپال اندورانس (Nopal Endurance؛ تهیه شده از Manufactured for source naturals, INC, BOX 2118, SANTA CRUZ) به عنوان کنترل مثبت استفاده گردید. همچنین آمیگدالین (به صورت پودر ازSigma-Aldrich خریداری شد)، یک ترکیب شیمیایی طبیعی با شناسه پابکم ۳۴۷۵۱ است، که جرم مولی آن g/mol ۴۲۹/۴۵۷ میباشد. غلظتهای مختلفی از ترکیب نوپال اندورانس، آمیگدالین و ترکیب سنتز شده (SZ) جهت تست MTT انتخاب گردید (51).
سنجش MTT، یک روش رنگسنجی کمی است که اساس آن بر پایهء احیای آنزیمی کریستالهای زرد رنگ محلول در آب و تشکیل کریستال ارغوانی رنگ و نامحلول فورمازان میباشد. احیایMTT، بوسیله آنزیم سوکسینات دهیدروژناز میتوکندریایی و تنها در سلولهای زنده رخ میدهد. بلورهای فورمازان در حلالهای آلی چون ایزوپروپانول و دی متیل سولفوکساید (DMSO: Dimethyl sulfoxide؛ تهیه شده از شرکت Merck)، قابل حل میباشند که با سنجش میزان جذب نوری آن با دستگاه اسپکتروفتومتر میتوان تعداد سلولهای زنده را تعیین نمود. در این روش، برخلاف سایر روشها، مراحل شستشو و جمعآوری سلول که اغلب باعث از دست رفتن تعدادی از سلولها و افزایش خطای کار میشوند، حذف شدهاند و تمام مراحل آزمایش از ابتدای کشت سلولی تا خواندن نتایج با فوتومتر، در یک میکروپلیت انجام میشوند. لذا تکرارپذیری، دقت و حساسیت آزمایش، بالاست. روش کار بدین صورت است که سلولهای چسپنده پس از تریپسین کردن، تعداد cell/ml 105×5 شمارش نموده و در چاهکهای پلیت 96 خانهای ریخته شد و با محیط کشت کامل مخلوط گردید و در شرایط انکوباتور که قبلا ذکر شد به مدت 24 ساعت انکوبه شد، پس از 24 ساعت، چاهکها تخلیه شدند و با غلظتهای مختلف نوپال اندورانس (صفر، 50، 100، 200، 400، 800 و mM 1600)، ترکیب آمیگدالین (صفر، 25/1، 5/2، 5، 10، 20، 40 و mM 80) و ترکیب سنتزی SZ (صفر، 5، 10، 20، 40، 80 و Mµ 160) بهمراه محیط کشت DMEM حاوی 1% FBS و آنتیبیوتیکها تیمار و در انکوباتور °C 22 و 5 درصدCO2 نگهداری شدند. حجم نهایی در هر چاهک 200 میکرولیتر و هر غلظت سه بار تکرار شد. بعد از 24 ساعت، محتوای چاهکها خالی شدند و محیط کشت بدون FBS با µl 10 از محلول MTT (mg/ml 5) به درون هر چاهک اضافه گردید (حجم نهایی در هر چاهک µl 100 که 10% آن شامل محلول MTT و 90% محیط کشت بود). در گام بعد پس از 40/2 الی 4 ساعت انکوباسیون در دمای °C 22 محتوای چاهکها خالی شد. محصول فورمازان تولید شده به دلیل نامحلول بودن، با افزودن ماده حلالی مانند DMSO ( µl100)، به مدت 30 دقیقه بر روی شیکر قرار گرفت تا به حالت محلول درآید. در نهایت جذب نوری محلول، در طول موج 570 نانومتر با دستگاه الایزاریدر قرائت و میزان زندهمانی (طبق فرمول 1) محاسبه شد (27 و 24).
فرمول (1):
تیماربندی در استرس دمایی: برای انجام استرس دمایی ابتدا تعداد cell/ml 105×5، در چاهکهای پلیت 24 خانهای ریخته شد و پس از 24 ساعت، پس از تعویض محیط کشت (حاوی DMEM، 1% FBS، آمفوتریسین B 1% و Pen-Strep 1%)، در یکسری از چاهکها سلولها تنها با ترکیبات HSPi با دوزهای بهینه تعیین شده به مدت 24 ساعت در دمای °C 22 تیمار شدند. سپس، پس از تعویض محیط کشت تمام چاهکها (حاوی DMEM، 1% FBS، آمفوتریسین B 1% و Pen-Strep 1%)، یکسری در دمای °C 18، یکسری در دمای °C 22 و یکسری در دمای °C 26، 5 درصدCO2 و 95% رطوبت به مدت 24 ساعت نگهداری شدند. گروهبندی بدین صورت بود: (1. شاهد (دمای °C 22: T22)، 2. گروههای سلولی که ترکیبات HSPi دریافت نمودند و در دمای °C 22 به مدت 24 ساعت انکوبه شدند: HSPi+T22)، (3. گروه دمایی °C 18: T18، 4. گروههای سلولی که ابتدا ترکیبات HSPi دریافت نمودند و به مدت 24 ساعت در دمای °C 22 انکوبه شدند و پس از آن چاهکها تخلیه شد و با محیط کشت حاوی 1% FBS حاوی آنتیبیوتیکها، در دمای °C 18 به مدت 24 ساعت قرار گرفتند: HSPi+T18)، ( 5. گروه دمایی °C 26: T26، 6. گروههای سلولی که ابتدا ترکیبات HSPi دریافت نمودند و به مدت 24 ساعت در دمای °C 22 انکوبه شدند و پس از آن چاهکها تخلیه شد و با محیط کشت حاوی 1% FBS حاوی آنتیبیوتیکها، در دمای °C 26 به مدت 24 ساعت قرار گرفتند: HSPi+T26). تمامی گروهها با 3 تکرار انجام شد. در نهایت، پس از انجام تیمار سلولها با تریپسین از کف فلاسک جدا و سانتریفیوژ ( rpm 3000 در 5 دقیقه) شد. رسوب سلولها جهت تستهای بعدی مورد استفاده قرار گرفت. حجم نهایی در هر چاهک 500 میکرولیتر بود.
سنجش پارامترهای متابولیک: سطوح کورتیزول با توجه به دستورالعملهای توصیه شده سازنده کیت (Enzyme-Linked Immune Sorbent Assays; Nanjing, China) اندازهگیری شد. تغییرات رنگ به روش اسپکتروفتومتری با دستگاه الایزاریدر (450 نانومتر) شناسایی شد (33).
فعالیت آنزیمی AST (EC 2.6.1.1)، ALT (EC 2.6.1.2)، ALP (EC 3.1.3.1) و (EC 1.1.1.27)LDH در سلولهای کبد مطابق پروتکل ارائه شده با کیت (MyBioSource, USA) بررسی شد (10).
از جمله روشهای تعیین غلظت پروتئین، روش بردفورد است که اساس آن تفاوت در جذب نور در طول موجnm 630 است (13). با افزایش غلظت پروتئین محلول، رنگ آبی حاصل بیشتر شده و میزان جذب نوری آن نیز افزایش مییابد.
تجزیه و تحلیلهای آماری: نمودارها با استفاده از نرمافزار GraphPad Prism 8 ترسیم گریده است. تجزیه و تحلیلهای آماری به کمک نرمافزار SPSS 23 انجام شد. ابتدا با استفاده از آزمونKolmogorov – Smirnov نرمال بودن دادهها تأیید گردید (sig ˃ 0.05). سپس تجزیه و تحلیلها با آزمون یکطرفهی واریانس (One-way ANOVA) و تست کمکی دانکن انجام شدند. تمامی گروههای تیماری با سه تکرار انجام شدند و دادهها به صورت میانگین ± خطای استاندارد میانگین (Mean± standard error of the mean; SEM) ارائه شدند (P < 0.0001). در نهایت تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی (PCA: principal component analysis) برای ارزیابی اجزای اصلی بین پارامترهای مورد مطالعه و تیمارهای مختلف برای استرس دمایی انجام شد. همچنین با همبستگی پیرسون ارتباط بین پارامترها بررسی گردید.
نتایج
بررسی زندهمانی سلولهای کبد تحت تیمار با ترکیبات HSPi: سلولهای کبد با غلظتهای مختلفی از نوپال اندورانس (شکل 1)، آمیگدالین (شکل 2) و ترکیب سنتزی SZ (شکل 3) تیمار شدند (P < 0.0001). مقدار زندهمانی در ترکیب نوپال اندورانس در دوزهای mM 50 و 100 مشابه گروه شاهد (100%) بود ولی در دوز mM 1600 (33/80%) 20% مرگ سلولی مشاهده شد (P < 0.0001). آمیگدالین و ترکیب سنتزی SZ با افزایش دوز، مقدار زندهمانی را در مقایسه با گروه شاهد افزایش دادند و سمیتی روی سلولهای تیماری نداشتند (P < 0.0001). طبق نتایج به دست آمده از تست MTT، غلظت mM 800 (67/90% بقاء) از ترکیب نوپال اندورانس (N800)، غلظت mM 80 (33/144%) از ترکیب آمیگدالین (A80) و غلظت µM 80 (66/129%) از ترکیب SZ (SZ80) به عنوان دوزهای بهینۀ HSPi انتخاب شدند و جهت انجام آزمایشهای بعدی این دوزها استفاده گردیدند.
ارزیابی زیستپذیری سلولهای کبد در تنش دمایی در حضور و عدم حضور دوزهای بهینه ترکیبات HSPi: سلولهای کبد تحت تیمار در دمای °C 22 به عنوان گروه شاهد (T22) و دماهای °C 18 (T18) و °C 26 (T26) گروه استرس در نظر گرفته شدند و در حضور و غیاب ترکیبات HSPi با دوزهای بهینه آنها تیمار شدند (شکل 4: P < 0.0001).
شکل 1- بررسی زندهمانی ترکیب نوپال اندورانس (Tex-OE) در سلولهای کبد استرلیاد. در غلظت mM 800، 90% سلولها زنده بودند. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار داشتند.
شکل 2- ارزیابی زندهمانی ترکیب آمیگدالین در سلولهای کبد استرلیاد. با افزایش دوز مقدار زندهمانی افزایش چشمگیری داشت. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار نشان دادند.
شکل 3- مقایسه زیستپذیری ترکیب سنتزی SZ در سلولهای کبد. با افزایش دوز زندهمانی نیز افزایش پیدا کرد. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار دارند.
بقای سلولی در دمای °C 18 (66/97) نزدیک به گروه شاهد (100%) بود ولی در دمای °C 26 (90%)، 10 % مرگ سلولی مشاهده شد. سلولهایی که ابتدا HSPi را دریافت نمودند و سپس در معرض استرس دمایی قرار گرفتند افزایش چشمگیری در زندهمانی سلولها داشتند. بیشترین بقاء مربوط به گروههایی بود که آمیگدالین دریافت کرده بودند (127%A80+T18: ، 132% A80+T22: و 117% A80+T26:).
تغییرات کورتیزول: سطوح کورتیزول در سلولهای کبد تیماری با دوزهای بهینه HSPi در سه دمای 18، 22 و °C 26 نوساناتی داشت (شکل 5).
شکل 4- مقایسه زندهمانی سلولهای کبد در حضور ترکیبات HSPi تحت استرس دمایی. دوازده گروه در نظر گرفته شد: 1. گروه شاهد بدون تیمار در دمای °C 22 (T22)، گروههای حاوی HSPi در دمای °C 22 شامل: ( 2. mM 80 آمیگدالین (A80+T22)، 3. µM80 SZ (SZ80+T22)، 4. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T22))، 5. سلولهای بدون تیمار HSPi در دمای °C 18(T18)، گروههای حاوی HSPi ابتدا در دمای °C 22 انکوبه شدند پس از 24 ساعت، به دمای °C 18 منتقل شدند شامل: ( 6. mM 80 آمیگدالین (A80+T18)، 7. µM80 SZ (SZ80+T18)، 8. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T18))، 9. سلولهای بدون تیمار HSPi در دمای °C 26 (T26)، گروههای حاوی HSPi در دمای °C 22 انکوبه شدند، پس از 24 ساعت، آنها به دمای °C 26 منتقل شدند شامل: ( 10. mM 80 آمیگدالین (A80+T26)، 11. µM80 SZ (SZ80+T26)، 12. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T26)). حضور القاکنندههای HSP موجب کاهش استرس و افزایش زندهمانی در سلولهای کبد گردید. بهترین عملکرد در حضور آمیگدالین مشاهده شد (P˂0.0001). هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار داشتند.
در مقایسه با گروه شاهد (گروه T22) سطح فعالیت در گروههای T26 و T18 (بدون ترکیبات HSPi) بالا بود. سطوح تغییرات کورتیزول در گروههای دریافتکننده ترکیبات HSPi در هر سه دمای مورد مطالعه متفاوت بود. به طور کلی سلولهایی که ابتدا ترکیبات HSPi دریافت کردند و سپس در معرض تنشهای دمایی قرار گرفتند افزایش چشمگیری در فعالیت کورتیزول نسبت به گروههایی که بدون ترکیبات HSPi بودند، نشان دادند (P < 0.0001). گروههای تیماری در دمای °C 26 نسبت به دو دمای دیگر فعالیت کورتیزول بیشتری داشتند. تغییرات در گروههای دمای °C 18 اندکی بالاتر از گروههای دمای °C 22 بود (P < 0.0001). تغییرات آمیگدالین (A80+T18) و نوپال اندورانس (N800+T18) در دمای °C 18 مشابه بود ولی ترکیب سنتزی (SZ80+T18) فعالیت کمتری نشان داد. الگوی تغییرات گروههای دریافت کننده HSPi در دمای °C 22 نیز مشابه دمای °C 18 بود. گروههای دریافت کننده HSPi در دمای °C 26 تغییرات مشابهی نسبت به هم داشتند (P < 0.0001).
شکل 5- فعالیت ویژه تغییرات هورمون کورتیزول در سلولهای کبدی تیمار شده با القاکنندهها در استرس دمایی. SZ80، A80 و N800 به عنوان ترکیبات HSPi در نظر گرفته شدند. در حضور القاکنندهها فعالیت کورتیزول در دمای °C 26 بیشترین مقدار بود. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار نشان دادند.
بررسی آنزیمهای بیوشیمیایی: فعالیت آنزیمهای AST، ALT، ALP و LDH در سلولهای تحت تیمار تغییرات دمایی در حضور و عدم حضور ترکیبات HSPi ارزیابی شد (جدول 1: P < 0.0001). الگوی تغییرات هر چهار آنزیم مشابه بود. کمترین سطح فعالیت در گروههایی که در دمای °C 22 تیمار شدند (دمای شاهد) مشاهده شد. گروههایی که در دماهای 18 و °C 26 (در حضور و عدم حضور ترکیبات HSPi) تیمار شدند در مقایسه با گروههای قرار گرفته در دمای °C 22 سطوح فعالیت آنزیمی بالاتری داشتند. در مقایسه با گروه شاهد (T22)، بیشترین سطح فعالیت آنزیمی در گروه T26 مشاهده شد (209/2 :AST، 565/1 :ALT، 791/2 :ALP و U/g 35/11 :LDH). در بین گروههای دریافتکننده ترکیبات HSPi (در هر سه دمای مورد مطالعه)، بیشترین سطح فعالیت در گروههای دریافتکننده ترکیب SZ80 مشاهده شد. بطور کلی سلولهایی که ابتدا آمیگدالین (A80) دریافت نمودند و سپس در معرض استرس دمایی قرار گرفتند سطوح فعالیت آنزیمی کمتری نسبت به سایر ترکیبات HSPi داشتند. ترکیب نوپال اندورانس (N800) تغییراتی نزدیک به آمیگدالین (A80) نشان داد ولی اندکی از آن بالاتر بود (P < 0.0001).
تغییرات پروتئین تام نیز در گروههای تیماری بررسی شد (شکل 6: P < 0.0001). بیشترین مقدار پروتئین در گروههای N800+T18 و N800+T22 مشاهده گردید. الگوی تغییرات بین گروههای تیماری در دماهای 18 و °C 22 مشابه بود. سطح پروتئین در گروههای °C 26 مشابه یکدیگر و بالاتر از گروههای تیماری در دمای 18 و °C 22 قرار داشت (P < 0.0001).
جدول 1- فعالیت ویژه آنزیمهای بیوشیمیایی در سلولهای کبد گونه استرلیاد تحت تیمار دمایی. بیشترین سطح فعالیت آنزیم در دمای °C26 مشاهده شد. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار نشان دادند.
|
Groups* |
|
Analysis of Biochemical parameters (Unit per g total protein) |
||||
|
|
AST (U/g) |
ALT (U/g) |
ALP (U/g) |
LDH (U/g) |
||
|
T18 (stress) |
|
1.717 ± 0.082c |
1.140 ± 0.099c |
2.083 ± 0.048b |
8.155 ± 0.504d |
|
|
A80 + T18 |
|
1.126 ± 0.071g |
0.852 ± 0.040e |
1.814 ± 0.083cd |
7.223 ± 0.364ef |
|
|
SZ80 + T18 |
|
1.535 ± 0.063d |
1.266 ± 0.085b |
2.034 ± 0.100b |
8.874 ± 0.402c |
|
|
N800 + T18 |
|
1.340 ± 0.066ef |
1.042 ± 0.046d |
1.997 ± 0.076b |
7.690 ± 0.234e |
|
|
T22 (Control) |
|
0.995 ± 0.059h |
0.617 ± 0.071g |
1.283 ± 0.054g |
5.524 ± 0.405g |
|
|
A80 + T22 |
|
1.037 ± 0.055h |
0.733 ± 0.096f |
1.339 ± 0.054f |
6.865 ± 0.345f |
|
|
SZ80 + T22 |
|
1.597 ± 0.092d |
1.232 ± 0.080b |
2.055 ± 0.078b |
7.920 ± 0.200e |
|
|
N800 + T22 |
|
0.983 ± 0.071h |
0.846 ± 0.053e |
1.870 ± 0.086cd |
7.230 ± 0.349ef |
|
|
T26 (stress) |
|
2.209 ± 0.123a |
1.565 ± 0.051a |
2.791 ± 0.079a |
11.35 ± 0.529a |
|
|
A80 + T26 |
|
1.299 ± 0.066f |
0.737 ± 0.079f |
1.614 ± 0.053e |
7.400 ± 0.665e |
|
|
SZ80 + T26 |
|
2.048 ± 0.092b |
1.281 ± 0.081b |
1.988 ± 0.075c |
9.950 ± 0.196b |
|
|
N800 + T26 |
|
1.424 ± 0.097e |
0.855 ± 0.049e |
1.652 ± 0.096d |
8.357 ± 0.494cd |
|
*دوازده گروه در نظر گرفته شدند: 1. گروه شاهد بدون تیمار در دمای °C 22 (T22)، گروههای حاوی HSPi در دمای °C 22 شامل: ( 2. mM 80 آمیگدالین (A80+T22)، 3. µM80 SZ (SZ80+T22)، 4. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T22))، 5. سلولهای بدون تیمار در دمای °C 18(T18)، گروههای حاوی HSPi ابتدا در دمای °C 22 انکوبه شدند پس از 24 ساعت، به دمای °C 18 منتقل شدند شامل: ( 6. mM 80 آمیگدالین (A80+T18)، 7. µM80 SZ (SZ80+T18)، 8. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T18))، 9. سلولها بدون تیمار در دمای °C 26 (T26)، گروههای حاوی HSPi در دمای °C 22 انکوبه شدند، پس از 24 ساعت، آنها به دمای °C 26 منتقل شدند شامل: ( 10. mM 80 آمیگدالین (A80+T26)، 11. µM80 SZ (SZ80+T26)، 12. mM 800 نوپال اندورانس (N800+T26)).
جدول 2- ارزیابی همبستگی پیرسون بین پارامترهای سنجش شده در استرس دمایی. آنزیمهای بیوشیمیایی با هم دارای همبستگی مثبت بودند.
|
|
|
Viability |
Cortisol |
AST |
ALT |
ALP |
LDH |
Total protein |
|
Viability |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Cortisol |
|
0.236 |
1 |
|
|
|
|
|
|
AST |
|
-0.258 |
-0.064 |
1 |
|
|
|
|
|
ALT |
|
-0.291 |
-0.129 |
0.827** |
1 |
|
|
|
|
ALP |
|
-0.387* |
-0.116 |
0.758** |
0.824** |
1 |
|
|
|
LDH |
|
-0.273 |
0.118 |
0.846** |
0.773** |
0.749** |
1 |
|
|
Total protein |
|
-0.427** |
0.359* |
0.076 |
0.057 |
0.138 |
0.098 |
1 |
* در سطح کمتر از 05/0 معنیدار است (2-tailed). ** در سطح کمتر 01/0 معنیدار است (2-tailed).
شکل 6- سطح تغییرات پروتئین تام در سلولهای کبد تحت تیمار دمایی. گروههای N800+ T18 و N800+ T22 بیشترین مقدار پروتئین تام را داشتند. هر ستون نشاندهنده میانگین دادهها ± خطای استاندارد میانگین میباشد. ستونها دارای حداقل یک حرف مشترک با آزمون دانکن در سطح کمتر از (P ˂ 0.0001) تفاوت معنیدار نشان دادند.
تجزیه و تحلیل مولفههای اصلی (PCA) در استرس دمایی: تجزیه مولفهی اصلی برمبنای 7 متغیر و 36 تیمار انجام شد. مولفههای اصلی اول، دوم و سوم بترتیب 98/50، 08/20 و 60/16 درصد از تغییرات را بیان نمودند. متغیرهایی با امتیاز بالاتر از 6/0 در مولفههای اول، دوم و سوم برای تفسیر مورد استفاده قرارگرفت. تمامی متغیرهای اندازهگیری شده در استرس دمایی در مولفه اول نقش مهمی در تعیین ارتباط بین تیمارها و متغیرهای مورد آزمون داشتند (شکل 7). ارتباط و همبستگی متغیرها با آزمون همبستگی پیرسون بررسی شد (جدول 2). آنزیمهای بیوشیمیایی (AST، ALT، ALP و LDH) با همدیگر دارای همبستگی مثبتی بودند (P < 0.01). از طرفی زندهمانی با آنزیم ALP (P < 0.05) و پروتئین تام (P < 0.01) همبستگی مثبت نشان داد. کورتیزول با پروتئین تام دارای همبستگی مثبت بود (P < 0.05).
شکل 7- تجزیه و تحلیل مولفههای اصلی در استرس دمایی. مولفههای اصلی اول، دوم و سوم در مجموع 67/87% از تغییرات را بیان نمودند. تمامی متغیرهای اندازهگیری شده در استرس دمایی در مولفه اول نقش مهمی در تعیین ارتباط بین تیمارها و متغیرهای مورد آزمون داشتند.
بحث و نتیجه گیری
یکی از بهترین مکانیسمهای شناختهشده که از سلولها در برابر استرسهای گوناگون حفاظت میکند پاسخ به شوک حرارتی است که منجر به القای سنتز پروتئینهای شوک حرارتی یا HSP میشود (34 و 39). سلولهای سالم وقتی با استرسی به چالش کشیده میشوند، فعالیت فاکتور شوک حرارتی ۱ (HSF1) را تنظیم میکنند تا از ساختار و عملکرد پروتئین طبیعی آن محافظت کنند. HSF1 بیان گروهی از شوک حرارتی القایی (HSPs) مانند HSP70 و HSP90 را تحریک میکند تا پروتئینهای آسیبدیده را به ساختار اصلی خود بازگرداند یا حذف پروتئینها را تحریک مینماید (29). همچنین مطالعات گذشته ارتباط بین HSP70 و فاکتور 2 مربوط به فاکتور هسته ای اریتروئید 2 (Nuclear factor erythroid 2-related factor 2: Nrf2)، را که وظیفهی آن کمک به تنظیم کار پروتئینهای آنتیاکسیدانی است و میتواند به محافظت در برابر استرس خصوصا آسیب اکسیداتیو کمک کند، تأیید کردهاند (30). در مطالعه حاضر، تأثیر Tex-OE، آمیگدالین و SZ مبتنی بر پیرانو- پیرانازول جدید سنتز شده به عنوان القاکنندههای HSP در کاهش اثرات منفی دما و زندهمانی سلولهای کبد تاسماهی استرلیاد ارزیابی شد. با استفاده از روش MTT، مشخص شد که دمای °C 26 در مقایسه با دماهای 22 و °C 18 میتواند بر زندهمانی سلولهای استرلیاد تا حدودی تأثیر منفی بگذارد و منجر به مرگ سلولی گردد. در یک پژوهشی، گونه pikeperch (Sander lucioperca) تحت تنش دمایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کلی نشان داد که آبششهای pikeperch به تنش گرمایی حساس بوده و pikeperch از طریق تنظیم سیستم آنتیاکسیدانی و بیان ژنهای HSP و ژنهای دخیل در متابولیسم انرژی به استرس گرمایی پاسخ داده و اثرات تنش دمایی را بهبود میبخشند (16). ترکیبات طبیعی یا مصنوعی به عنوان ترکیبات HSPi وجود دارند که میتوانند بیان HSP را افزایش دهند. آنها فاکتورهای رونویسی شوک حرارتی (HSFs) را فعال میکنند و موجب القاء و افزایش بیان HSP میشوند (37). چندین مطالعه گزارش کردهاند که Tex-OE بیان HSP70 و HSP90 را در ماهی و صدف افزایش میدهد (6، 9 و 46). همچنین طبق مطالعات گذشته با اینکه ترکیبات آمیگدالین (1) و مشتقات پیرازولی (41) خاصیت ضدسرطانی دارند با این حال، هیچ مطالعهای در رابطه با اثر آمیگدالین و ترکیبات مشتق شده از پیرانوپیرانازول بر بیان HSP در ماهیان خاویاری وجود ندارد.
یکی از راهکارهای حفظ جمعیت ماهیان در حال انقراض، تکثیر و پرورش آنها در مراکز پرورشگاهی و رهاسازی آنها به آب شیرین است (19). چالشی که در این رویکرد وجود دارد این است که ماهیها در شرایط بهینه در مراکز تکثیر مییابند اما پس از رهاسازی در معرض مختلف شرایط فیزیکی و شیمیایی آب قرار میگیرند (21). بنابراین، اولین جنبه استفاده از HSPi ممکن است بتواند به غلبه بر این چالش کمک کند. با این حال، جنبه دوم که در آن استرسها با HSPiها در آزمایشها ترکیب شود و تیمار صورت گیرد، در از بین بردن سمیتها و کاهش استرس بسیار مهم میباشد. با توجه به نقش HSPها در شرایط استرس، ترکیبات HSPi در ردهی سلولی جدا شده از کبد استرلیاد توانست اثرات محافظتی در برابر تغییرات دمایی (18، 22 و °C 26) داشته باشد. سنجش MTT نشان داد که A80 و SZ80 میتوانند زندهمانی سلول را افزایش دهند، اما N800 اندکی آن را کاهش داد. همچنین سلولهایی که ابتدا ترکیبات HSPi دریافت نمودند و سپس در معرض تغییرات دمایی ( 18، 22 و °C 26) قرار گرفتند، موجب افزایش زندهمانی شدند.
تغییر در دمای آب بر فیزیولوژی ماهی بیتأثیر نیست و دمای بالا و پایین برای ماهی میتواند استرس تلقی شده و بطور جدی بر عملکرد و فعالیت کورتیزول اثر گذاشته و بر سلامت ماهی تأثیر منفی بگذارد (28 و 42). تغییرات سریع حرارتی باعث ایجاد یکسری پاسخهای فیزیولوژیکی از جمله فعال شدن محور استرس و تولید کورتیزول در ماهی میگردد (4). همچنین در مطالعهای که بر روی ماهیهای آمازون تحت تنش دمایی صورت گرفت، مشاهده شد که دماهای بالا هموستاز را مختل میکنند و ماهی را در معرض استرس اکسیداتیو قرار میدهند (7). همچنین ارتباط مثبت بین بیان HSP و کورتیزول در شرایط استرس سلولی اثبات شده است (11، 25 و 51). نتایج مطالعه کنونی بر روی سلولهای کبدی ماهی استرلیاد نشان داد هر سه ترکیب HSPi مورد مطالعه در دمای °C 26 در سلولهای کبد، موجب افزایش سطوح کورتیزول میشوند.
سطوح تنش ماهی را میتوان با فعالیت آنزیمهای بیوشیمیایی (AST، ALT، ALP و LDH) نشان داد (8). مطالعهای بر روی گربهماهی زرد هیبرید (Pelteobagrus fulvidraco × P. vachelli) تحت تنش دمایی انجام شد. نتایج مطالعه نشان داد که تعداد گلبولهای قرمز، تعداد گلبولهای سفید، سطوح هموگلوبین و مقادیر هماتوکریت پس از قرار گرفتن در معرض استرس گرمایی بهطور معنیداری افزایش مییابد که نشاندهنده افزایش متابولیسم سلولی است. همچنین فعالیتهای آنزیمی AST، ALT، ALP و LDH نیز افزایش یافت که نشاندهنده نیاز به مقابله با استرس و آسیب سلولی بود (18). در مطالعه دیگری که روی ماهی pufferfish (Takifugu obscurus) تحت استرس دمایی صورت گرفت. تنش حرارتی توانست به طور قابل توجهی سطوح AST، ALT، LDH، گلوگز و تریگلیسیرید را افزایش دهد، در حالی که سطح ALP بطور قابل توجهی کاهش داد. علاوه بر این، استرس حرارتی همچنین تعداد کل سلولهای خونی را کاهش داد، زندهمانی سلول را مهار کرد و متعاقباً منجر به آسیب DNA و آپوپتوز شد (17). نتایج مطالعه حاضر حاکی از این بود که دمای °C 26 فعالیت آنزیمهای AST، ALT، ALP و LDH را در سلولهای کبد تحت تاثیر قرار میدهد و موجب افزایش فعالیت آنها میشود. بالعکس، سلولهایی که ابتدا با ترکیبات آمیگدالین و Tex-OE تیمار شدند و سپس تحت استرس دمایی قرار گرفتند، منجر به کاهش فعالیت آنزیمهای مذکور شده و شرایط استرسی را تا حدودی به شاهد نزدیک کردند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل همبستگی و مولفههای اصلی یک رابطه نسبتا قوی بین آنزیمهای بیوشیمیایی در سلولهای کبد را نشان داد، که بیشتر نشاندهنده اهمیت این آنزیمها در شرایط استرس میباشد. با توجه به آنالیز PCA که برای شناسایی موثرترین درمان تنش دمایی استفاده گردید، ترکیبات Tex-OE و خصوصا آمیگدالین در شرایط تغییرات دمایی (بویژه °C 26)، تنش گرمایی را کنترل نموده و توانستند شرایط سلول را به سطوح طبیعی بازگردانند.
نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که ترکیبات HSPi میتوانند به طور مثبت فعالیت کورتیزول را در سلول تحت تنش دمایی ماهی استرلیاد تعدیل کنند. علاوه بر این، آنها توانستند فعالیت آنزیمهای بیوشیمیایی را بهبود ببخشند، در نهایت میزان بقای سلولها را در شرایط آزمایشگاهی افزایش دهند. در نتیجه، القاکنندههای HSP ممکن است یک راه قدرتمند و قابل اعتماد برای افزایش مقاومت سلولهای استرلیاد قبل از قرار گرفتن در تنش دما و معکوس کردن اثرات مضر آن باشند. با این حال، به منظور اعمال کافی این رویکرد و توصیف اثرات آنها بر وضعیت سلامت گونهها و همچنین در ترکیب با سایر استرسها نیاز به بررسی و مطالعه بیشتر دارند.
سپاسگزاری
تأمین مالی این مطالعه توسط پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر (شماره گرنت 961113100001) صورت گرفت. همچنین نویسندگان از حمایتهای دانشگاه گیلان در انجام این پژوهش کمال تشکر را دارند.
اطلاعات تکمیلی
1- سنتز 4،4- (1،4- فنیلن) بیس (5-آمینو-3-متیل-1،4- دی هیدروپیرانو [2،3-c] پیرازول-6-کربونیتریل)
این ترکیب از واکنش 2 میلیمول پیرازولون، 1/2 میلیمول مالونیتریل و 1 میلیمول ترفتالدهید در حضور محلول 5 درصد سود (NaOH) به عنوان کاتالیزور در حلال اتانول و در شرایط رفلاکس سنتز شد. جهت کامل شدن واکنش بالن را در حمام آب سرد قرار داده و آب مقطر سرد به داخل آن اضافه شد، سپس رسوب به دست آمده توسط کاغذ صافی، صاف و سپس در آون خشک گردید. ترکیب شیمیایی جهت خالصسازی بیش تر در حلال اتانول تبلور مجدد یافت. ساختار این ترکیب توسط طیفهای FT-IR ( Fourier transform infrared؛ نمودار 1)، H-NMR ( نمودار 2) و C-NMR ( نمودار 3) با استفاده از ( TMS: trimethylsilane) به عنوان استاندارد داخلی، تائید شد. وزن مولکولی آن gr/mol 427 میباشد. مراحل آماده سازی نمونه جهت NMR به طور خلاصه بدین صورت است: نمونهی جامد (کریستال) و لولهی mm 5، حدود mg20 از نمونه در ml 6/0 حلال ( اینجا DMSO) حل میشود. حدود 1/0% از TMS (تترا متیل سیلان) به عنوان استاندارد داخلی به نمونه اضافه میشود. نمونه از طریق سیست پاستور که کاملا خشک و تمیز است به لوله منتقل میشود. حدود ml 2/0 حلال دتره به نمونه اضافه شود به طوریکه در نهایت عمق نمونه در داخل تیوپ cm 4-3 باشد. درب نمونه را گذاشته آن را با پارافیلم سیلد میکنیم. باید درب، پارافیلم و برچسب متقارن بر روی لوله باشند در غیر این صورت بر روی طیف تأثیر میگذارند سپس مرحله Shim کردن نمونه جهت بهبود پارامترها را داریم و محل جدید برای جمعآوری نمونه ایجاد میکنیم.
نمودار 1- طیف FT-IR ترکیب (SZ).FT-IR (KBr, Cm-1) ν max: 3390 (NH); 3302 (NH2); 3168 (ArCH); 2923-2956 (Alkyl CH); 2186 (CN); 1645, 1597 (Ar C=C).
نمودار 3- طیف C- NMR ترکیب SZ.13C- NMR (100 MHz, DMSO-d6): d (ppm) 10.18, 36.42, 57.67, 98.18, 121.28, 128.12, 136.07, 143.24, 155.18, 129.01, 161.30.
نمودار 2- طیف H- NMR ترکیب SZ.H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (PPM); 1.75 (S, 6H, CH3), 4.58 (s, 2H,CH), 6.87 (s, 4H, NH2), 7.12 (s, 4H, ArH), 12.1 (s, NH).
2- استخراج سلولهای کبد از گونه استرلیاد: مراحل استخراج در شکل 8 نشان داده شده است.
شکل 8- الف و ب) یک قطعه تاسماهی ایرانی گونه استرلیاد پرورشی به وزن 28/15 گرم و اندازه تقریبا 18 سانتیمتر برای این مطالعه استفاده شد. پ) بافت کبد تکه تکه شده در فلاسک کشت سلولی T25 حاوی FBS 20%. ج) سلولهای کبد در حال جدا شدن از بافت کبد روز پنجم. د) سلولهای کاملا یکدست با مورفولوژی گرد و چسبیده به کف فلاسک روز پانزدهم. تصاویر با میکروسکوپ اینورت با بزرگنمایی ×20 تهیه شده است.