Protective effect of resveratrol and quercetin in prevention of high glucose-mediated stress in kidney cell line via assessment of RAGE and NADPH oxidase expression

Abstract

Background: Diabetic nephropathy is the most common causes of kidney failures. High glucose induced oxidative stress in people with diabetes is the most important factor in the pathogenesis of diabetic nephropathy. Phenolic compounds including resveratrol and quercetin due to several properties like antioxidant properties are considered to prevent and treat oxidative stress. The present study was undertaken to investigate how resveratrol , quercetin and resveratrol/quercetin mixture ameliorate hyperglycemia-induced cytotoxicity in human embryonic kidney (HEK-293) cells. Methods: In present interventional study, HEK293 cells (Human Embryonic Kidney cells) were cultured under normal and high glucose concentrations for 24 and 48 hours and the rate of cell death induced by high glucose concentrations before and after treatment with various concentrations of resveratrol, quercetin and their combination treatment were measured using MTT assay. The effect of high glucose concentration on the expression of RAGE and NADPH oxidase genes before and after treatment with various concentrations of resveratrol, quercetin and combination treatments were examined by Real-time PCR. Results: The cell viability of HEK-293, were reduced by 50% after 48 hours under high glucose conditions and treatment with resveratrol and quercetin increased cell survival in a concentration-dependent behavior. The gene expression of RAGE and NADPH oxidase in the high concentration of glucose significantly increased which has been reduced several fold after drug treatment. Conclusions: It can be concluded that resveratrol and quercetin with the antioxidant properties, can prevented of high glucose induced cytotoxicity. Also resveratrol-treated along with quercetin has been an additive effect and has a more protective effect than resveratrol treatment alone. Therefore, resveratrol and quercetin can utilized as complementary medicine to prevent complications of diabetes including diabetic nephropathy

مقدمه و هدف: نفروپاتی دیابتی از شایع ترین علل نارسایی کلیه محسوب می شود. استرس اکسیداتیو ناشی از غلظت بالای گلوکز در افراد دیابتی به عنوان مهم ترین عامل در پاتوژنز این بیماری مطرح می باشد. ترکیبات فنولی دارای خواص آنتی اکسیدانی از جمله رزوراترول و کوارستین در جلوگیری و درمان استرس ناشی از هیپرگلیسمی مورد توجه می باشند. هدف از انجام این تحقیق تعیین اثرات محافظتی رزوراترول و کوارستین در پیشگیری از استرس ناشی از غلظت بالای گلوکز در سلول های کلیه از طریق اندازه گیری میزان بیان ژن های RAGE و NADPH oxidase بوده است. مواد و روش ها: در مطالعه مداخله ای حاضر سلول های HEK-293 در دو زمان 24 و 48 ساعت در شرایط با غلظت های نرمال و بالای گلوکز کشت داده شدند و میزان مرگ سلولی ناشی از غلظت بالای گلوکز قبل و بعد از تیمار با غلظت های مختلف رزوراترول، کوارستین و تیمار ترکیبی آن ها، با استفاده از تکنیک MTT assay اندازه گیری شد. همچنین اثر غلظت بالای گلوکز در میزان بیان ژن های RAGE و NADPH اکسیداز قبل و بعد از تیمار با غلظت های مختلف رزوراترول، کوارستین و تیمار ترکیبی با استفاده از روش Real-time PCR مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: غلظت بالای گلوکز پس از 48 ساعت، سلول های زنده را به میزان 50% کاهش داده است که تیمار با رزوراترول و کوارستین در یک رفتار وابسته به غلظت، بقاء سلول های HEK-293 را افزایش داده است. همچنین تیمار رزوراترول همراه با کوارستین در جلوگیری از مرگ سلولی دارای اثرات افزایشی بوده است. میزان بیان ژن های RAGE و NADPH اکسیداز در غلظت بالای گلوکز نیز بطور قابل توجهی افزایش یافته که پس از تیمار دارویی این میزان به صورت چند برابری کاهش یافته است. نتیجه گیری: می توان نتیجه گرفت که رزوراترول و کوارستین با داشتن خواص آنتی اکسیدانی بالا از سمیت سلولی حاصل از غلظت بالای گلوکز جلوگیری می کنند. همچنین رزوراترول همراه با کوارستین دارای اثرات افزایشی بوده و نسبت به تیمار رزوراترول به تنهایی، دارای اثر محافظتی بیش تری می باشد. بنابراین می توان از رزوراترول و کوارستین به عنوان داروی مکمل در جلوگیری از عوارض ناشی از دیابت از جمله نفروپاتی دیابتی بهره گرفت