Investigating the expression of Keap1/Nrf2 genes and prooxidant / antioxidant balance in liver of diabetic rats receiving green golden jujube nanoparticles

Abstract

Introduction:Oxidative stress due to hyperglycemia plays an important role in the development of diabetes complications. The key role of the Nrf2 / Keap1 pathway in controlling diabetes complications has been identified. In recent years, activation of this pathway by AUNPs has been considered as a therapeutic strategy. The aim of this study was to investigate the role of gold nanoparticles synthesized by jujube extract on the expression of Nrf2 and Keap1 genes in the liver of stz-induced diabetic rats.Materials and methods: Twenty male Sprague-Dawley rats were randomly divided into 4 groups of 5 eachs; the first group served as a control, diabetic (induced with streptozotocin: 55 mg/kg), diabetic rats + AuNPs doses (0.5, mg/kg b.w), diabetic rats + AuNPs doses (1, mg/kg b.w) for 3 weeks. At the end of experiments, blood and liver tissue were collected from all rats. The Nrf2 and Keap1 genes expression were determined by qRT-PCR. Also, the balance of prooxidant-antioxidant (PAB) was determined using standard solutions using ELISA method.Results: Results of QRT-PCR showed that the expression of Nrf2 and Keap1 genes in the liver tissue of diabetic rats was significantly decreased and increased (p <0.05), respectively. Treatment diabetic rats with jujube gold nanoparticles doses (1 mg/kg b.w) for 3 weeks significantly reduced the relative expression of keap1 gene in comparison with diabetic group (p <0.05). But it had no significant effect on the relative expression of the Nrf2 gene. Also, the level of PAB in the diabetic group was significantly higher than the control group. Treatment diabetic rats with green gold-jujube nanoparticles doses (1 mg/kg b.w) significantly reduced PAB levels comparison with diabetic group (p <0.05). Conclusions: The results of this study suggest that activation of the Nrf2 / Keap1 antioxidant pathway by gold-jujube nanoparticles may be involved in reducing the complications of diabetes

مقدمه و هدف: استرس اکسیداتیو ناشی از هایپرگلایسمی نقش مهمی در پیشرفت عوارض دیابت ایفا می کند. نقش کلیدی مسیر آنتی اکسیدانی Nrf2/Keap1 در کنترل عوارض دیابت مشخص شده است. فعال شدن این مسیر توسط نانوذرات طلا به عنوان یک استراتژی درمانی در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در همین راستا این مطالعه به منظور بررسی نقش بهبودی نانوذرات طلا سنتز شده با عصاره ی عناب بر بیان ژن های Nrf2 و Keap1 در کبد موش های صحرایی دیابتی ناشی از stz انجام شد.مواد و روش ها: 20 رت صحرایی نر نژاد اسپراگ به طور تصادفی به 4 گروه 5 تایی تقسیم شدند. گروه 1 موش های سالم به عنوان شاهد سرم فیزیولوژی دریافت کردند.گروه 2 موش های صحرایی دیابتی (STZ:55mg/kg) به عنوان کنترل دیابتی سرم فیزیولوژی دریافت کردند ،گروه3 موش های صحرایی دیابتی با دریافت (0.5mg/kg) نانوذرات طلا-عناب و گروه 4 موش های صحرایی دیابتی با دریافت (1mg/kg) نانوذرات طلا-عناب به مدت سه هفته بودند. در پایان آزمایش، نمونه خون و بافت کبد از همه موش ها جمع آوری شد. بیان ژن های Nrf2 و Keap1 توسط qRT-PCR تعیین شد. همچنین میزان توازن پرواکسیدان – آنتی اکسیدان (PAB) با بکارگیری محلول های استاندارد و با کمک دستگاه Microplate Readerدر 540 نانومتر با طول موج مرجع 620 نانومتر اندازه گیری شد.نتایج: نتایج qRT-PCR نشان داد که بیان ژن های Nrf2 و Keap1 در بافت کبد رت های دیابتی در مقایسه با گروه شاهد به طور قابل توجهی به ترتیب کاهش و افزایش یافت (p<0.05). درمان با نانوذرات سبز طلا عناب به مدت 21 روز در دوز 1mg/kg سبب کاهش معنی دار بیان نسبی ژن keap1 در مقایسه با گرول کنترل دیابتی شد(p<0.05). در حالیکه تاثیر چشمگیری بر بیان ژن Nrf2 نداشت. هچنین میانگین سطوح PAB در گروه کنترل دیابتی به طور معنی داری نسبت به گروه شاهد بالاتر بود(p<0.05). درمان گروه دیابتی با نانوذرات سبز طلا-عناب دوز 1mg/kg سبب کاهش چشمگیر سطح PAB در مقایسه با گروه کنترل دیابتی گردید(p<0.05).نتیجه گیری: این یافته ها نشان می دهد که فعال شدن مسیر آنتی اکسیدانی Nrf2/Keap1 توسط نانوذرات طلا-عناب ممکن است در کاهش عوارض ناشی از دیابت نقش داشته باشد