بررسی اثر کورکومین بر سلول‏های نوروپروژنیتور کورتکس جنین رت در شرایط in vitro

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

-

چکیده

هدف: کورکومین یک رنگیزه زرد است که از زردچوبه به دست می آید. دارای خواص ضد سرطانی وآنتی اکسیدانی می‏باشد و احتمال می‏رود که نقش به سزایی در جلوگیری از بیماری‏های تحلیل برنده مغز ایفا کند. اما تاکنون اثرات آن بر روی سیستم عصبی در دوران جنینی به خوبی مطالعه نشده است. در این مطالعه اثر کورکومین بر سلول‏های پروژنیتور عصبی (NPC) کورتکس جنین رت درشرایط محیط کشت (in vitro) بررسی شده است.
مواد و روش‏ها: کورتکس جنین‏های 5/15 روزه رت نژاد ویستار در شرایط استریل جدا شده و به‏روش آنزیمی به سوسپانسیون سلولی تبدیل شدند. سوسپانسیون سلولی در محیط کشت DMEM/F12  و N2 و1 درصد آنتی بیوتیک  و میتوژن ها (EGF10ng/ml  و20ng/ml FGF-b)  کشت داده شد و سلول‏ها با غلظت‏های متفاوت کورکومین (1/0 ،5/0 ،1 میکرومولار) مورد تیمار قرار گرفتند. بقای سلولی با تست MTT سنجیده شد و بررسی‏های ایمونوسیتوشیمیایی با استفاده از نشانگرآستروسیتی (GFAP) صورت گرفت. داده ها، با روش ANOVA یک طرفه و سنجش Tukey′s post hoc مورد بررسی قرار گرفتند.
نتایج: این بررسی نشان داد که تیمار NPC های کورتکس جنین رت با غلظت‏های مختلف کورکومین به‏ویژه غلظت 5/0 میکرومولار اثرات معنی داری بر تکثیر و تمایز این سلول‏ به آستروسیت‏ها دارد.
نتیجه گیری: کورکومین اثرات دوگانه بر کشت NPC ها دارد: غلظت‏های پایین آن تکثیر وتمایز NPC ها را تحریک می‏کند در حالی‏که غلظت‏های بالای کورکومین سمی است. NPC در طی تکوین جنینی به نورون‏ها و سلول‏های گلیال تمایز می‏یابند که مهم‏ترین آنها آستروسیت ها هستند.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

سلول‏های پروژنیتور عصبی (Neural Progenitor Cell) که به‏نام سلول‏های بنیادی عصبی  (NPC)معروف می‏باشند، منبع اصلی تولید نورون‏ها و سلول‏های گلیال هستند که بخش‏های اصلی مغز را در طی تکوین جنینی به‏وجود می‏آورند (1). از طرفی تکوین سیستم عصبی مرکزی (Central nervus system, CNS) فرآیند پیچیده­ای می­باشد و مکانیسم­های تنظیم­کننده ظریفی از لحاظ مکانی و زمانی در این فرآیند دخالت دارند. رفتار سلول‏های پروژنیتور عصبی به‏وسیله مکانیسم‏های درون­سلولی و برون‏سلولی کنترل می­گردد و عوامل اپی­ژنتیک نیز در این امر دخیلند. این عوامل تراکم کروماتین را تغییر داده و به تبع آن بر فعالیت ژن‏ها اثر می­گذارند (2).  MicroRNA‏ها به‏عنوان تنظیم­کننده­های درونی و پیام‏های انتشار یابنده (diffusible signals)، برهم­کنش­های سلول به سلول و برهم­کنش­های سلول به ماتریکس خارج سلولی از عوامل برون سلولی می­باشند که در تنظیم رفتار پروژنیتورهای عصبی دخیل می‏باشند. سیگنال‏های انتشاریابنده درون بافت حالت گرادیانی دارند. بنابراین هر موقعیتی از سیستم عصبی مرکزی در حال تکوین در معرض ترکیب خاصی از سیگنال‏های متعدد می‏باشد. یک گروه عمده از مولکول‏هایی که نقش کلیدی در تنظیم تکثیر سلولی و تمایز سلولی بر عهده دارند، فاکتورهای رشد می­باشند. ماتریکس خارج سلولی یکی دیگر از عواملی است که نقش اساسی در تنظیم رفتار پروژنیتورهای عصبی برعهده دارد. تغییرات در ترکیبات غشا و خاموش ماندن برخی ژن‏ها باعث ایجاد ناهنجاری‏های قشری و نقص در مهاجرت سلولی می­گردد (3). لذا می‏توان با به‏کاربردن ترکیبات اگزوژن، تغییرات رفتار تکوینی سلول‏های پروژنیتور عصبی را مطالعه نمود و در مواردی مانند بیماری‏های تحلیل برنده عصبی، آلزایمر، پارکینسون، ام اس و نقایص مادرزادی رشد و نمو CNS از این نتایج بهره برد (4 و 5).  از جمله این موارد بیماری‏هایی نظیر ام اس  (Multiple Sclerosis, MS)و آلزایمر(Alzheimer disease, AD) است.

ام اس یک بیماری التهابی CNS است که بیش از یک میلیون نفر درگیر آن هستند. تخریب سلول گلیال الیگودندروسیت و غلاف میلینی نورون‏های CNS اثر پاتولوژیک MS است. MS یک بیماری خود ایمنی در CNS  است که در اثر هجوم سلول‏های ایمنی (T-cell) ها به غلاف‏های میلینی دارای آنتی‏ژن حساس اتفاق می‏افتد. کورکومین با مهار اینترلوکین IL-12 و پیام رسانی آن در T-cell ها می‏تواند به درمان MS و سایر بیماری‏های التهابی وابسته کمک کند. التهاب مغز در بیماران آلزایمری به‏واسطه افزایش سایتوکسین‏ها و میکروگلیال‏های فعال شده، مشخص می‏شود. استفاده از داروهای ضد آلزایمری مانند NSAID در دراز مدت کاهش خطرات AD را به‏همراه دارد. اما اثرات جانبی آن مسمومیت گوارشی، کلیوی و کبدی است. یک جایگزین این دارو، کورکومین است (5 و6). مشخص شده است که کورکومین باعث کاهش آسیب‏های اکسیداتیو و آمیلوئید در موش آلزایمری می‏شود (6). دوزهای بالا و پایین کورکومین موجب کاهش پروتئین‏های اکسید شده و IL-12 به‏عنوان یک سایتوکسین پیش التهابی در مغز می‏گردد. در دوزهای کم، کورکومین موجب کاهش فاکتور اسیدی نشانگرهای گلیال استروسیتی شده و کاهش پیش سازهای آمیلوئیدی در لایه‏های عصبی نشان دهنده کارایی کورکومین در پیشگیری از آلزایمر است (4 و6). لذا بررسی اثرات کورکومین در افزایش بقا سلول‏های عصبی و همچنین تمایز آنها به سلول‏های گلیال، احتمالا می‏تواند در جلوگیری و بهبود این بیماری‏های عصبی موثر باشد. مطالعات آماری نشان داده است که میزان بیماریهای تحلیل دهنده‏ی عصبی در جوامع هندی، به‏واسطه استفاده سنتی این جوامع از زرد چوبه که ماده اصلی سازنده آن کورکومین می‏باشد، به‏طور فاحشی نسبت به جوامع اروپایی وآمریکایی پایین‏تر می‏باشد (7 و 8). از گذشته در مناطقی مانند هند و آسیای جنوب شرقی از زردچوبه به‏عنوان درمان‏گر بیماری‏های مرتبط با جراحات و التهابات استفاده می‏شده است (2).

کورکومین اولین بار در سال 1815 توسط Vogel خالص و جداسازی شد و در سال 1870 توسط Daube به‏صورت کریستال و پودر درآمد و نام شیمیائی کورکومین "دی فرو لوئیل متان" می‏باشد (4). منبع اصلی کورکومین ریزوم و ریشه‏های زیر زمینی گیاه Curcuma longa  ) زرد چوبه) می‏باشد. آزمایشات نشان داده است که کورکومین دارای اثرات ضد استرس اکسیداتیو، ضد التهاب و ضد سرطان می‏باشد. این ماده در فرایندهایی مانند تکثیر سلولی، تمایز و مهاجرت سلولی نیز نقش ایفا می‏کند. این طیف گسترده عمل‏کردی کورکومین به‏واسطه بر هم کنش  آن با مسیرهای پیام دهی  درون سلولی می‏باشد (6). همچنین توانایی بالای کورکومین در جذب و جمع آوری رادیکال‏های آزاد و مهار التهاب آن را به‏عنوان ماده شیمیایی مهار کننده سرطان و مهار رشد تومور مطرح می سازد (9). کورکومین در غلظت‏های بالا رادیکال‏های آزاد را جمع آوری می کند و در غلظت‏های پایین موجب فعال سازی یا مهار یک یا چند مسیر انتقال پیام در سلول می‏شود. در سلول‏های سرطانی، کورکومین می‏تواند مسیرهای پیام رسانی مرتبط با فاکتورهای رشد نظیر کینازهای خارج سلولی و پروتئین کیناز C را مهار کند (9).  همچنین یافته‏های اخیر نشان داده است که کورکومین می تواند آسیب‏های اکسیداتیو و نقایص ذهنی و حافظه‏ای مرتبط با پیری را کاهش دهد و همچنین نورون‏های هیپوکامپ را از محرک‏های سمی و جراحات مکانیکی محافظت نماید (10).

 مشاهدات نشان داده است که کورکومین باعث تنظیم بیان انواع کانال‏های پروتئینی انتقال آب (آکوآپورین ها) در اندام‏هایی مانند مغز و کلیه می‏گردد. کانال‏های آکواپورینی، پروتئین‏های عرض غشایی (transmembrane) می‏باشند که به‏عنوان کانال‏های عبور دهنده آب مطرح می‏باشند (11). کانال‏های آکواپورینی واقع بر روی شبکه‏ی کوروئیدی مغز نقش مهمی در تولید و باز جذب مایع مغزی- نخاعی(CSF  -cerebrospinal fluid) دارند و بیان این پروتئین‏ها در بیشتر بیماری‏هایی که هومئوستازی (ثبات محیط داخلی) آب میان بافتی و درون بطنی مختل می‏شود، تغییر می‏کند (12) لذا می‏توان نقش کورکومین را در پیشگیری و بهبود بیماری‏های مغزی و یا سکته و ایسکمی که مرتبط با CSF می‏باشد، در نظر گرفت. این طیف وسیع اثرات کورکومین موجب شد تا در تحقیق حاضر اثر کورکومین به‏عنوان ماده موثره گیاه دارویی زردچوبه بر سلول‏های پروژنیتور عصبی کورتکس جنین رت بررسی گردد.

 

مواد و روش‏ها

کشت سلولی: رت­های باردار در روز حاملگی 5/15 با استفاده از تزریق درون صفاقی دوز بالای سدیم پنتوباربیتال کشته شدند. سپس رحم­ها در شرایط کاملاا استریل خارج شده و به پتری‏های حاوی  PBS  (phosphate buffer saline) سرد منتقل و جنین­های 5/15 روزه از رحم خارج شدند. پس از برداشتن ناحیه سر و خارج ساختن مغزها، لایه مننژ برداشته شد و در ادامه اپی‏تلیوم قشر مغز (کورتکس) جنین­ها جدا و به قطعات کوچک تقسیم و با استفاده از آنزیم تریپسین-EDTA  (Invitrogen) به حالت سوسپانسیون سلولی درمی­آمدند. تهیه سوسپانسیون  به همراه چرخاندن آرام محلول در دمای اتاق به‏مدت 20 دقیقه ادامه یافته و در نهایت با افزودن  فاکتور مهارکننده تریپسین (5/1 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر، Invitrogen) فرایند هضم آنزیمی پایان پذیرفت. سوسپانسیون سلولی در ظرف 24 خانه­ای (Nunc) حاوی محیط کشت DMEM/ F12 (Dulbecco’s modified Eagle’s medium) و مکمل N2 (هر دو ازInvitrogen) و یک درصد آنتی­بیوتیک (Invitrogen) و همچنین فاکتورهای رشد FGF-2، (20 نانوگرم بر میلی‏لیتر) و EGF (20 نانوگرم بر میلی‏لیتر) (هر دو Invitrogen)، در  شرایط 5 درصد دی اکسید کربن و 95 درصد هوا  و دمای 37 درجه سانتی‏گراد کشت داده شدند. در ادامه، سلول‏ها با غلظت‏های متفاوت کورکومین (1/0 ،5/0 ،1 میکرومولار) مورد تیمار قرار گرفت.

تست MTT: رشد و بقای سلولی با استفاده از روش بیوشیمیایی MTT ( (Sigmaسنجیده شد. در این روش احیا  MTT منجر به تشکیل کریستال‏های فورمازان می‏شود که این امر در نتیجه تاثیر آنزیم‏های دهیدروژناز میتوکندری‏های سلول­های زنده صورت می­گیرد. این روش به‏عنوان یک شاخص بقای سلولی مورد استفاده می­گیرد. کریستال‏های فورمازان ایجاد شده سپس در ایزوپروپانول اسیدی حل  و یک محلول بنفش رنگ ایجاد می­شود. در این مرحله پس از افزودن سوسپانسیون سلولی تهیه شده در ظرف‏های 24 خانه‏ای، سلول‏ها با غلظت‏های متفاوتی از کورکومین (1/0، 5/0، 1 میکرومولار) به مدت 24 ساعت تیمار شدند. پس از گذشت این زمان، محیط کشت حاوی کورکومین خارج شده و سلول‏ها دو بار توسط PBS شستشو شدند. سپس به هر خانه محلول PBS حاوی MTT (5/0 میلی‏گرم) اضافه و به‏مدت 4 ساعت در دمای 37 درجه سانتی‏گراد انکوبه شدند. سپس سلول‏ها در حلال دی متیل سولفوکسید (DMSO) و ایزوپروپانول (نسبت 1:1) قرار گرفته و رنگ بنفش فورمازان حاصل گردید. میزان جذب نوری این محلول با استفاده از روش طیف سنجی (اسپکتروفتومتری) سنجیده و جذب در طول موج 570 نانومتر خوانده شد.

ایمونوسیتوشیمی: سلول‏های پروژنیتور عصبی تیمار شده با غلظت­های متفاوت کورکومین به حالت سوسپانسیون سلولی درآورده شدند. سپس سوسپانسیون سلولی به ظرف‏های اندود شده توسط poly-L-lysine ( (Sigma منتقل گردیدند. بعد از گذشت 24 ساعت و چسبیدن سلول‏ها به کف ظرف، محیط کشت رویی سلول‏ها خارج ­شده و بعد از شستشوی سلول‏ها با PBS، با پارافرمالدهید 4 درصد  در 3/7pH= فیکس شدند.

در ادامه سلول‏ها با تریتون 100) X-  (Sigmaنفوذپذیر و با BSA آنتی­ژن‏های غیراختصاصی بلوکه شدند. در نهایت سلول‏ها با محلول حاوی آنتی­بادی اولیه GFAP (Abcam) به مدت 24 ساعت در دمای 4 درجه سانتی­گراد انکوبه گردیدند. سلول‏ها بعد از شستشو با TBS به‏مدت 1ساعت دردمای 37 درجه سانتی‏گراد، با آنتی­بادی ثانویه کونژوگه  با Cy3  ) 300/1  (Abcam انکوبه شدند. در نهـایت هسته سلول‏ها با PI (Propidium Iodide) )15000/1Sigma ) رنگ­آمیزی  و عکس‏برداری صورت گرفت.

آنالیزهای آماری: نرم­افزار SPSS برای آنالیزهای آماری مورد استفاده قرار گرفت. آزمون توسطOne-way ANOVA  و Tukey’s Post hoc صورت گرفت. داده­ها به شکل میانگین SEM ± mean بیان و معنی­داری تفاوتها با P<0.05، P<0.01 و P<0.001 نشان داده شدند.

 

نتایج

نتایج آزمایشات نشان داد که در غلظت‏های مختلف کورکومین مورد استفاده، تراکم سلول‏های پروژنیتور عصبی کشت شده متفاوت می‏باشد. بررسی فتومیکروگراف‏های فاز کنتراست تهیه شده از نمونه‏های مختلف نشان داد که تراکم سلولی در میدان‏های دید مختلف در نمونه‏های تیمار شده با کورکومین، با نمونه کنترل از لحاظ کیفی متفاوت می باشد (شکل 1). در نمونه تیمار شده با کورکومین در غلظت 1/0 و ا میکرو‏مولار اکثرا آستروسیت‏های پهن کف ظرف را پوشانده و استطاله‏های کمتری در آن‏ها دیده و کلونی‏های کمتری برروی آن‏ها تشکیل شد (شکلd1 b,1). در حالی‏که در نمونه های تیمار شده با دوز 5/0 میکرو ‏مولار کلونی‏های سلولی همراه با استطاله‏های فراوان بر سطح آن‏ها دیده می شود (شکل c1). این موضوع حاکی از آن است که تکثیر سلولی در غلظت 5/0 میکرو ‏مولار به‏طور چشمگیری افزایش یافته و لایه بندی سلولی تشکیل شده است که می‏تواند تحت تاثیر کورکومین باشد و در مقایسه با گروه کنترل (شکل a1) این تاثیر قابل توجه است.

سلول‏های پروژنیتور عصبی که در حالت تک لایه‏ای  کشت شده بودند از لحاظ انعکاس نوری تفاوت داشتند، به‏طوری‏که آستروسیت‏های چسبیده به کف ظرف، تیره و کلونی‏های رویی شفاف دیده می شدند و در فتومیکروگراف‏های فازکنتراست سفید رنگ و دارای استطاله‏های فراوانی بودند (شکل1).

 

 

شکل1: تاثیر غلظت­های مختلف کورکومین برمورفولوژی پروژنیتورهای عصبی. (a) سلول‏های پروژنیتور عصبی گروه کنترل که تحت تاثیر هیچ تیماری از کورکومین قرار نگرفته­اند. (b) فتومیکروگراف سلول‏های پروژنیتور عصبی کشت شده که در معرض غلظت 1/0 میکرومولار (b)، 5/0 میکرومولار (c) و 1 میکرومولار (d) کورکومین قرار گرفته­اند.


نتایج بدست آمده حاکی از آن است که احتمالا غلظت‏های مختلف کورکومین تاثیرات متفاوتی بر طول استطاله‏ها داشته، به طوری‏که بیشترین طول استطاله‏ها و تراکم آن‏ها در غلظت 5/0 میکرو ‏مولار کورکومین دیده می شد (شکل c2) که به‏طور معنی‏داری از گروه کنترل  و غلظت‏های دیگر کورکومین متفاوت بود. طبق داده‏های به‏دست آمده کوتاه‏ترین استطاله‏ها در غلظت 1/0 میکرو ‏مولار کورکومین مشاهده شد (شکل 2 و نمودار 1). در این مورد نیز در مقایسه با گروه کنترل (شکل c2)، به‏نظر می‏رسد تغییر در طول استطاله ها تحت تاثیر کورکومین است.  

 

 

 

شکل2: تاثیر غلظت­های مختلف کورکومین برطول استطاله­های آستروسیت­های GFAP+ مشتق از  سلول‏های پروژنیتور عصبی. (a) آستروسیت­های GFAP+ گروه کنترل که تحت تاثیر هیچ تیماری از کورکومین قرار نگرفته­اند. فتومیکروگراف آستروسیت­های GFAP+ مشتق از سلولهای پروژنیتور عصبی کشت­داده شده که در معرض غلظت 1/0 میکرومولار (b)، 5/0 میکرومولار (c) و 1 میکرومولار (d) کورکومین قرار گرفته­اند.

 

 

 

نمودار1: تاثیر غلظت­های متفاوت کورکومین بر طول استطاله­های آستروسیت­های GFAP+ مشتق از سلول‏های پروژنیتور عصبی. از لحاظ آماری تفاوت معنی­داری بین گروه‏های تیمار شده با غلظت­‏های 5/0 و 1 میلی‏مولار کورکومین نسبت به گروه کنترل مشاهده می‏شود. داده­ها به شکل میانگین ±S.E.M نشان داده شده­اند. p<0.001 *** و p<0.05 *

 

 

نتایج تست بیوشیمیایی  MTT  بر اساس میزان معنی داری(نمودار 2) نشان داد که غلظت های مختلف کورکومین بر بقای سلولی نوروپروژنیتورها موثر می باشد. کورکومین در دوز 0.1 میکرو ‏مولار نسبت به گروه کنترل تاثیر معنی داری نداشت در حالیکه کورکومین در غلظت 0.5 میکرو ‏مولار ، موجب رشد و بقای سلولی با  معنی داری p<0.01 **  نسبت به گروه کنترل گردید. همچنین کورکومین در دوز 1 میکرو ‏مولار ، رشد و بقای سلولی را با معنی داری p<0.05 * نسبت به گروه کنترل کاهش داد (نمودار2). 

 

 

 

نمودار2: تاثیر غلظت­های متفاوت کورکومین بر میزان بقای سلولی با استفاده از سنجش MTT . از لحاظ آماری تفاوت معنی‏داری بین گروه‏های تیمار شده با غلظت­های 1/0 و 5/0 میکرومولار کورکومین با گروه کنترل مشاهده می­شود. داده­ها به شکل میانگین±S.E.M نشان داده شده­اند. p<0.05 *و p<0.01 ** معنی دارند.

 

 

بحث

بر اساس نتایج به‏دست آمده و داده‏های آماری به‏نظر می‏رسد که کورکومین باعث افزایش بقای سلولی و رشد سلول‏های نوروپروژنیتور عصبی می‏گردد و تمایز سلول‏ها را به سمت آستروسیت‏ها پیش می‏برد. با وجود این تاثیرات متفاوت غلظت‏های مختلف کورکومین نیز قابل توجه است، به‏طوری‏که گاهی اثرات دوگانه بر روی رشد و تکثیر و  ماندگاری سلول‏های مشتق از سلول‏های نوروپروژنیتور دارد که قابل تفسیر می‏باشد (9 و 13). در معدود تحقیقات مشابه، اثرات کورکومین وابسته به زمان ذکر شده است به‏طوری‏که با افزایش طول مدت تیمار، تاثیر تکثیری کورکومین نیز بیشتر می‏شود (10)

عقیده بر این است که بیماری‏های التهابی سیستم عصبی مرکزی همراه با گلیوزیز آستروسیتی و میکروگلیایی می‏باشد. در بیماری‏های التهابی نظیر آلزایمر، پلاک‏های آمیلوئیدی توسط گلیوزیزهای آستروسیتی احاطه می گردد که منجر به پیشرفت بیماریهای تحلیل برنده عصبی می گردد (14). لیم و همکاران (14) نیزدرآزمایشی، اثرکورکومین را در بهبود روند ترمیم عصبی و نورون‏زایی(Neurogenesis) درموشهای مبتلا به نقص حافظه و بیماری آلزایمر نشان دادند. مطالعات نشان داده است که تاثیرات مثبت کورکومین در پیشگیری و کاهش اثرات بیماری‏های تحلیل برنده عصبی نیز به‏واسطه مهار تکثیر گلیاها و آستروسیت‏ها می‏باشد. آزمایشات in vivo  که در موش‏های ترانس ژن آلزایمری صورت گرفته، نشان داده است که کورکومین منجر به کاهش نشانگر  آستروسیتی GFAP می گردد (15). نتایج حاکی از آن است که کورکومین اثرات وابسته به دوز بر روی تکثیر آستروسیت‏ها دارد به‏طوری‏که در دوزهای بالا باعث کاهش تکثیر و بقای آستروسیت‏ها می‏شود. کورکومین نیز مانند سایر ترکیبات فیتوشیمیایی، اثرات وابسته به دوز دارد. این اثرات در دوزهای پایین با افزایش تکثیر و بقای سلولی همراه است و در دوزهای بالا سمی بوده و مهارکننده رشد است (16). نشان داده شده است که کشت سلول‏های NPC تکثیرسلول‏های نروپروژنیتور را تحریک می‏کند. علاوه بر این در شرایط in vitro کورکومین با دوز موثر 5/0 میکرومولارموجب افزایش تعداد‏NPC  ها و دوز بالای 10 میکرومولار موجب کاهش تعدادNPC  ها شده است. درنتیجه دوزهای پایین کورکومین (1/0 و 5/0 میکرومولار) محرک تکثیرسلول‏های NPC  است وغلظت‏های بالا (10 و20 میکرولار) برای سلول سمی است (16).

همچنین اثرات دوگانه کورکومین بر روی سلول‏های سالم و سلول‏های درگیر در التهاب در سیستم عصبی نیز جالب توجه است. به‏طوری‏که در شرایط سلامت موجب تکثیر و افزایش بقا سلول‏ها می‏شود و از مرگ و میر سلول‏های نورونی وگلیال جلوگیری می‏کند و در بیماری‏های التهابی موجب کاهش سلول‏های درگیر مانند آستروسیت ها می‏شود. لذا به‏منظور جلوگیری از اثرات سمی و نوروتوکسیک غلظت‏های بالای کورکومین، در این مطالعه از غلظت‏های بسیار پایین (کمتر و مساوی 1 میکرو مولار) استفاده شده است.

نکته جالب توجه این‏که در غلظت‏های پایین نیز برخی اثرات دوزهای بسیار بالا دیده می‏شود (11). در این مطالعه به روشنی نشان داده شده که غلظت‏ بسیار پایین کورکومین (1 میکرومولار) می‏تواند تکثیر آستروسیت‏های مشتق از سلول‏های پروژنیتور عصبی را کاهش دهد. در نتیجه می‏توان استنباط نمود که کورکومین احتمالا می‏تواند در جلوگیری از آستروگلیوزیز که از نشانه های بیماری‏های التهابی عصبی نظیر آلزایمر است، نقش ایفا کند.

 

نتیجه گیری

در این مطالعه در دوز (0.5 μM) افزایش تعداد و طول استطاله‏های آستروسیت‏ها دیده می‏شود که نشان دهنده تاثیر مثبت غلظت‏های پایین کورکومین بر افزایش کارآیی سد خونی – مغزی و جلوگیری از التهاب از طریق تغییر در تعداد و مورفولوژی سلول‏های گلیال به‏ویژه آستروسیت‏ها می‏باشد. تکثیر سلول‏های نوروپروژنیتور در اثر تیمار با کورکومین در دوز (0.5 μM) کاملا معنی‏دار و مشهود است. در مطالعات انجام شده نیز کاملا به این موضوع تاکید شده است. احتمالا مسیری که از طریق آن کورکومین موجب افزایش سرعت تکثیر نروپروژنیتورها می‏شود، مسیر ERKs  و p38 MAP kinase  است (10). کورکومین با فعال کردن و فسفریله کردن کینازهای فوق می‏تواند تکثیر سلول‏های پروژنیتور عصبی را افزایش دهد که این موضوع از طریق مهار کننده‏های ERKs  و p38 MAP kinase  مشخص شده که نشان می‏دهد عمل‏کرد زیستی کورکومین بر NPCs نیازمند حضور و فعال بودن آنزیم‏های مذکور می باشد (8و17). همچنین نشان داده شده است که کورکومین در غلظت موثر، ازطریق مسیر پیام‏رسانی MAP کینازهایی نظیرP38  و ERK در سلول‏های NPC، روند تکثیر را افزایش می‏دهد. درنتیجه احتمال می‏رود کورکومین ضمن افزایش سرعت چرخه سلولی و تکثیرسلول‏های پروژنیتورمشتق ازکورتکس جنین، می‏تواند در روند تمایز و افزایش بقای این سلولها نیز تاثیر داشته باشد. همچنین نشان داده شده که کورکومین بر کشت سلول‏های سرطانی اثر مهاری دارد و تکثیر آن‏ها را مهار می‏کند، اما مکانیسم این تاثیر مشخص نشده و احتمالا به‏خاطر نحوه اثر کورکومین در شرایط استرس سلولی می باشد (16و18). بنابراین کورکومین می‏تواند علاوه بر افزایش بقا و تکثیر سلول‏های پیش ساز عصبی و سلول‏های مشتق شده از آن، پاسخ‏های سازشی در شرایط استرس را نیز در سلول‏ها القا نماید.  

همچنین در رده‏های سلول‏های سرطانی از جمله رده سلولی گلیوما (C6) رده کارسینومای جنینی (P19) و رده سلولی هپاتومای موش تحت تیمار با دوز 5/0 میکرومولار کورکومین اثرتکثیری کورکومین درسلول‏های سرطانی دیده نمی‏شود  و فقط مختص سلول‏های NPC است (16).

همان‏طورکه در شکل1 دیده می‏شود، افزایش طول استطاله‏های سلول‏های گلیال بیانگرتاثیرکورکومین برمورفولوژی و عمل‏کردNPC  ها می‏باشدکه مطابق با مفهوم تمایز است و در مقایسه با گروه کنترل تاثیر مثبت کورکومین مشهود است. همچنین در مورد غلظت 5/0 میکرومولار طبق شکل 1 و نمودار1 بهترین پاسخ در این غلظت دیده می‏شود.

 

تشکر و قدردانی

مطالعه حاضر، تحت حمایت  دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران و باهمکاری و امکانات آزمایشگاهی دانشگاه خوارزمی (تربیت معلم) تهران انجام پذیرفته است. بدین‏وسیله از زحمات کلیه همکاران وتکنسین‏های آزمایشگاه بیولوژی تکوینی دانشگاه خوارزمی و به‏ویژه جناب آقای سیامک یاری تقدیر و تشکر می‏گردد.

  1. Bhutani MK, Bishnoi M, Kulkarni SK. Anti-depressant like effect of curcumin and its combination with piperine in unpredictable chronic stress-induced behavioral, biochemical and neurochemical changes. Pharmacol Biochem Behav. 2009; 92:39-43.
  2. Bishnoi M, Chopra K, Kulkarni SK. Protective effect of Curcumin, the active principle of turmeric (Curcuma longa) in haloperidol-induced orofacial dyskinesia and associated behavioural, biochemical and neurochemical changes in rat brain. Pharmacol Biochem Behav. 2008; 88:511-22.
  3. Chen,H. Inhibition of the c-Jun N-terminal kinase(JNK) signaling pathway by curcumin. Oncogene. 1998; 17:173-179.
  4. Kim SJ, Son TG, Park HR, Park M, et al. Curcumin stimulates proliferation of embryonic neural progenitor cells and neurogenesis in the adult hippocampus. J Biol Chem. 2008; 283:14497-505.
  5. Aggarwal BB, Kumar A, Bharti AC. Anticancer potential of curcumin: preclinical and clinical studies. Anticancer Res. 1991; 23(1A): 363–398.
  6. Subramanian M, Sreejayan, Rao MN, Devasagayam TP, et al. Diminution of singlet oxygen-induced DNA damage by curcumin and related antioxidants. Mutat Res. 1994; 311:249–255.
  7. Kulkami S, Dhir A, Akula KK. Potentials of curcumin as an antidepressant. Scientific World Journal. 2009; 9:1233-41.
  8. Aggarwal S, Takada Y, Singh S, Myers JN, et al. Inhibition of growth and survival of human head and neck squamous cell carcinoma cells by curcumin via modulation of nuclear factor-kappaB signaling. Int J Cancer. 2004; 111(5): 679–692.
  9. Dhandapani KM, Mahesh VB, Brann DW. Curcumin suppresses growth and chemoresistance of human glioblastoma cells via AP-1 and NFkappaB transcription factors. JNeurochem. 2007; 102(2): 522–538.
  10. Thiyagarajan M, Sharma SS. Neuroprotective effect of curcumin in middle cerebral artery occlusion induced focal cerebral ischemia in rats. Life Sci. 2004; 74: 969–985.
  11. Cole GM, Teter B, Frautschy SA. Neuroprotective effects of curcumin. Adv Exp Med Biol.2007; 595: 197–212.
  12. Jiang J, Wang W, Sun YJ, Hu M, et al. Neuroprotective effect of curcumin on focal cerebral ischemic rats by preventing blood-brain barrier damage. Eur J Pharmacol. 2007; 561: 54–62.
  13. Holder GM, Plummer JL, Ryan AJ. The metabolism and excretion of curcumin (1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione) in the rat. Xenobiotica. 1978; 8:761–768.
  14. Lin JK. Molecular targets of curcumin: Adv Exp Med Biol. 2007; 595:227-43.
  15. Griffin WST, Sheng JG, Royston MC, Gentleman SM, et al. Glial-neuronal interactions in Alzheimer’s disease: the potential role of a ‘cytokine cycle’ in disease progression. Brain Pathol. 1998;  8:65–72.
  16. Mattson MP, Son TG, Camandola S.Viewpoint: Mechanisms of action and therapeutic potential of neurohormetic phytochemicals. Dose Response. 2009; 5(3): 174-182.
  17. Mattson MP, Cheng A. Neurohormetic phytochemicals: Low dose  toxins  that  induce  adaptive  neuronal  stress  responses. Trends Neuroscience. 2006; 29: 632-641.
  18. Chen H, Zhang ZS, Zhang YL, Zhou DY. Anticancer Res.1999; 19: 3675–3680.  
  19. Ambegaokar SS, Wu L, Alamshahi K, et al. Curcumin inhibits dose-dependently and time-dependently neuroglial cell proliferation and growth. Neuro Endocrinol Lett. 2003; 24:469.
  20. Shishodia S, Sethi G, Aggarwal BB. Curcumin: getting back to the roots.Ann N Y AcadSci. 2005; 1056: 206–217.
  21. Thiyagarajan M, Sharma SS. Neuroprotective effect of curcumin in middle cerebral artery occlusion induced focal cerebral ischemia in rats. Life Sci. 2004; 74: 969–985.
  22. Jiang J, Wang W, Sun YJ, Hu M, et al. Neuroprotective effect of curcumin on focal cerebral ischemic rats by preventing blood-brain barrier damage. Eur J Pharmacol. 2007; 561: 54–62.
  23. Hoffert JD,Wang G, Pisitkun T, Shen RF, et al. An automated platform for analysis of phosphoproteomic datasets: application to kidney collecting duct phosphoproteins. J Proteom Res 6. 2007; :3501–3508.
  24. Unnikrishnan MK, Rao MN. Curcumin inhibits nitriteinduced methemoglobin formation. FEBS Lett. 1992; 301: 195–196.
  25. Ravindranath V, Chandrasekhara N. Absorption and tissue distribution of curcumin in rats. Toxicology. 1980; 16: 259–265.