ارزیابی اثر آنتی‌اکسیدانی نانو ذره سریم اکساید بر رده سلولی بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی

فصلنامه زیست شناسی جانوری

دوره 16، شماره 2، اسفند 1402، صفحه 219-231   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ascij.2023.1993414.1522

نویسندگان

زهرا ولی پور¹؛ مرجان نوری²؛ کاظم پریور³؛ احسان احسانی^{* 4}

¹گروه زیست‌شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²گروه علوم صنایع غذایی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران

³گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

⁴گروه زیست شناسی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران

چکیده

 امروزه استفاده از نانو ذرات در زمینه­های مختلف در حال افزایش است، نانو ذره سریم ­اکساید یکی از انواع نانوذرات می­باشدکه به طور گسترده­ای در بخش نانو پزشکی به عنوان یک آنتی­اکسیدان استفاده می­شود. ویژگی آنتی­اکسیدانی خاص نانو ذرات سریم ­اکساید سبب شد که به بررسی اثر آنتی­اکسیدانی آن بر رده سلولی بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی بپردازیم. پس از تهیه و پاساژ سلول­های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی، این سلول­ها برای ایجاد استرس اکسیداتیو با غلظت­های مختلف از هیدروژن­پراکسید که با آزمون MTT بررسی شد تیمار شده و اندازه گیری میزان رادیکال آزاد ROS صورت گرفت. سپس، سلول­ها با غلظت­های مختلف سریم­اکساید که با آزمون MTT بررسی شده بود تیمار شده و بقای سلولی به کمک آزمون انکسین 5-پروپیدیوم یداید به روش فلوسایتومتری برای بررسی آپوپتوز مورد بررسی قرار گرفت و نهایتا نتایج از نظر آماری آنالیز شد. بیشترین اثر استرس اکسیداتیو هیدروژن­پراکسید در 24 ساعت در غلظت 200 میکرومولار محاسبه شد و نتایج حاصل از بررسی MTT برای تعیین IC50 نانو ذره سریم اکساید در غلظت 100 میکرومولار در میلی­لیتر در 24 ساعت محاسبه شد. نتایج نشان داد که این نانوذره نه تنها برای این سلول­ها سمیت ندارد بلکه در غلظت­های خاصی باعث افزایش تکثیر آن­ها نیز می­شود. نتایج حاصل از بررسی­های آزمون فلوسایتومتری و ارزیابی اثرات نانو ذرات اکسید سریم نیز نشان داد این نانوذرات قابلیت ­آنتی­اکسیدانی خوبی دارند و زنده­مانی سلول­ها تحت تیمار با سریم اکساید مشابه گروه تیمار با ویتامین C بوده است. این امر نشان­دهند اثرات موثر و مفید نانوذرات سریم اکساید و پتانسیل این ترکیب در جهت احیا و زنده­مانی سلول­ها است. بر اساس این نتایج سریم­اکساید می­تواند یک فاکتور بهبوددهنده در میزان تکثیر سلولی باشد.
 

کلیدواژه‌ها

نانو ذره؛ سریم­ اکساید؛ رده سلولی بنیادی مزانشیمی؛ آنتی ­اکسیدانی

مراجع

1. Alpaslan, E., Yazici, H., Golshan, N. H., Ziemer, K. S., and Webster, T. J. (2015). pH-dependent activity of dextran-coated cerium oxide nanoparticles on prohibiting osteosarcoma cell proliferation. ACS Biomaterials Science and Engineering, 1(11), 1096-11.
2. Atefeh Pesaraklou, M. M. M., Naser Mahdavi-Shahri, Halimeh Hassanzadeh. (2017 ). Studying the effects of cerium oxide nanoparticles on proliferation of adipose-derived mesenchymal stem cells in vitro. 29-31.
3. Datta, A., Mishra, S., Manna, K., Saha, K. D., Mukherjee, S., and Roy, S. (2020). Pro-oxidant therapeutic activities of cerium oxide nanoparticles in colorectal carcinoma cells. ACS omega, 5(17), 9714-9723.
4. Deshpande, S., Patil, S., Kuchibhatla, S. V., and Seal, S. (2005). Size dependency variation in lattice parameter and valency states in nanocrystalline cerium oxide. Applied Physics Letters, 87(13), 133113.
5. Fatemi, B., Vaezi, G., Sharafi, S., and Rahbarian, R. (2021). Antioxidant Effects of 6-gingerol on Serum Levels of Liver Enzymes and Oxidative Stress-induced Markers with Gold Nanoparticles in Rat Liver Tissue. Journal of Animal Biology, 14(2), 199-210.
6. Giri, S., Karakoti, A., Graham, R. P., Maguire, J. L., Reilly, C. M., Seal, S., . . . Shridhar, V. (2013). Nanoceria: a rare-earth nanoparticle as a novel anti-angiogenic therapeutic agent in ovarian cancer. PloS one, 8(1), e54578.
7. Li, K., Yu, J., Xie, Y., You, M., Huang, L., and Zheng, X. (2017). The effects of cerium oxide incorporation in calcium silicate coating on bone mesenchymal stem cell and macrophage responses. Biological trace element research, 177, 148-158.
8. Navarro-Yepes, J., Zavala-Flores, L., Anandhan, A., Wang, F., Skotak, M., Chandra, N., . . . Del Razo, L. M. (2014). Antioxidant gene therapy against neuronal cell death. Pharmacology and therapeutics, 142(2), 206-230.
9. Nemmar, A., Yuvaraju, P., Beegam, S., Fahim, M. A., and Ali, B. H. (2017). Cerium oxide nanoparticles in lung acutely induce oxidative stress, inflammation, and DNA damage in various organs of mice. Oxidative medicine and cellular longevity, 20-29.
10. Nesari, F., Boroujeni, M. B., Pirnia, A., Rezaian, J., and Gholami, M. (2022). Cerium protects adipose tissue derived mesenchymal stem cell from slow freezing thawing damage via affecting apoptosis genes. Gene Reports, 26, 101529.
11. Nouri, M. (2022). Oxidation behavior of magnetic hybrid nanoalloys. In: Handbook of magnetic hybrid nanoalloys and their nanocomposites. Springer, Cham. 1-43
12. Ouyang, Z., Mainali, M. K., Sinha, N., Strack, G., Altundal, Y., Hao, Y., . . . Ngwa, W. (2016). Potential of using cerium oxide nanoparticles for protecting healthy tissue during accelerated partial breast irradiation (APBI). Physica Medica, 32(4), 631-635.
13. Pacher, P., Beckman, J. S., and Liaudet, L. (2007). Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease. Physiological reviews, 87(1), 315-424.
14. Petrova, V. A., Dubashynskaya, N. V., Gofman, I. V., Golovkin, A. S., Mishanin, A. I., Aquino, A. D., . . . Baranchikov, A. E. (2023). Biocomposite films based on chitosan and cerium oxide nanoparticles with promising regenerative potential. International Journal of Biological Macromolecules, 229, 329-343.
15. Poursafavi, Z., Abroun, S., Kaviani Jebeli, S., and Hayati Roudbari, N. (2023). The Study of the Viability of Human Wharton's Jelly Mesenchymal Stem Cells in Alginate Capsules. Journal of Animal Biology, 15(2), 195-204.
16. Rajendran, P., Nandakumar, N., Rengarajan, T., Palaniswami, R., Gnanadhas, E. N., Lakshminarasaiah, U., . . . Nishigaki, I. (2014). Antioxidants and human diseases. Clinica chimica acta, 436, 332-347.
17. Rostam Pur, S., Edalat Panah, Y., Enayati Parvar, F., and Haghighi, R. (2019). The Therapeutic Effect of Amniotic Mesenchymal Stem Cell Transplantation in Type-1 Diabetes. Journal of Animal Biology, 11(3), 21-31.
18. Seki, T., Yokoyama, Y., Nagasaki, H., and Kokuryo, T. (2012). Adipose tissue derived mesenghymal stem cell J Ser Res, 1-8.
19. Sharpe, E., Andreescu, D., and Andreescu, S. (2011). Artificial nanoparticle antioxidants Oxidative stress: diagnostics, prevention, and therapy (pp. 235-253): ACS Publications.
20. Silina, E. V., Stupin, V. A., Suzdaltseva, Y. G., Aliev, S. R., Abramov, I. S., and Khokhlov, N. V. (2021). Application of polymer drugs with cerium dioxide nanomolecules and mesenchymal stem cells for the treatment of skin wounds in aged rats. Polymers, 13(9), 1467.
21. Song, N., Scholtemeijer, M., Khalid, (2020). Mesenchymal stem cell immunomodulation: mechanisms and therapeutic potential. Trends Pharmacol Sci. 41(9): 653–664.
22. Taniyama, Y., and Griendling, K. K. (2003). Reactive oxygen species in the vasculature: molecular and cellular mechanisms. Hypertension, 42(6), 1075-1081.
23. Tisi, A., Pulcini, F., Carozza, G., Mattei, V., Flati, V., Passacantando, M., . . . Delle Monache, S. (2022). Antioxidant Properties of Cerium Oxide Nanoparticles Prevent Retinal Neovascular Alterations In Vitro and In Vivo. Antioxidants, 11(6), 1133.
24. Wason, M. S., Colon, J., Zhao, J., and Baker, C. H. (2012). Cerium oxide nanoparticles sensitize pancreatic cancer cells to radiation by modulating the JNK pathway. Cancer Research, 72(8_Supplement), 1468-1468.
25. Yadav, A., Prasad, V., Kathe, A., Raj, S., Yadav, D., Sundaramoorthy, C., and Vigneshwaran, N. (2006). Functional finishing in cotton fabrics using zinc oxide nanoparticles. Bulletin of materials Science, 29(6), 641-645.