کاهش فعالیت میکروگلیا و ماکروفاژها بعد از تجوز سیتمیک والپروئیک اسید به عنوان یک مهار کننده دی استیلاسیون هیستونی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل، دانشکده پزشکی، آزمایشگاه سلول‏های بنیادی، اردبیل، ایران

2 مرکز تحقیقات علوم و اعصاب شفا، بیمارستان خاتم الانبیا، تهران، ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل ، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، اردبیل، ایران

چکیده

هدف: هدف از این مطالعه بررسی تاثیر اسید والپروئیک به‏عنوان مهار کننده دی استیلاسیون هیستونی در کاهش فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژها و تخریب بافت عصبی بعد از ایجاد ضایعه نخاعی در موش صحرایی می‏باشد. مواد و روش‏ها: برای ایجاد ضایعه نخاعی مدل کانتیوژن مورد استفاده قرار گرفت. تعداد ده عدد موش صحرایی دارای ضایعه نخاعی به‏طور مساوی به دوگروه تقسیم شدند: در گروه کنترل هیچ تزریقی انجام نشد و در گروه درمان شده موش‏ها به‏میزان  400 میلی‏گرم به‏ازای هر کیلوگرم وزن برای مدت دو هفته تزریق داخل صفاقی اسید والپروئیک انجام شد. 28 روز بعد از ضایعه موش‏ها کشته شدند و نخاع ضایعه دیده خارج شد و درصد سلول‏های H3،ED-1 و OX-42 مثبت با روش ایمونوهیستوشیمی مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین درصد حجمی حفره ایجاد شده در 4200 میکرومتر طول ضایعه (در نواحی مرکزی، بالا و پایین‏تر از ضایعه) در هر نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج: نتایج به‏دست آمده، افزایش استیلاسیون پروتئین هیستونی (H4) و کاهش فعالیت میکروگلیاها/ ماکروفاژها را در محل ضایعه نشان می‏دهد. همچنین درصد حفره تشکیل شده در گروه درمان شده با اسید والپروئیک نسبت به گروه کنترل (درمان نشده) کاهش معنی‏داری را نشان داد. نتیجه‏گیری: تجویز اسید والپروئیک در مراحل اولیه مدل ضایعه نخاعی نقش موثری را در کاهش فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژها و کاهش آسیب بافت عصبی ایفا می‏کند.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

با توجه به پیشرفت‏های فراوان در زمینه دارویی و تکنیک‏های جراحی، ضایعه نخاعی Spinal Cord Injury (SCI) همچنان به‏عنوان یک مسئله پیچیده در علم پزشکی مطرح می‏شود. در این مطالعه با توجه به علم اپی ژنتیک به بررسی تاثیرات ناشی از تزریق اسید والپرویک (Valproic acid) در درمان ضایعه نخاعی مدل کانتیوزن پرداخته می‏شود. اسید والپرویک با مهار آنزیم‏های دی‏استیلاز باعث افزایش استیلاسیون در پروتئین‏های هیستونی، تغییر ساختار کروموزوم و تغییر بیان ژن‏ها می‏شود (1و 2). در مراحل اولیه ضایعه نخاعی ارتباطات عصبی قطع می‏شود و در طول چند ساعت به‏دلیل بروز واکنش‏های التهابی و حضور ماکروفاژها، لنفوسیت‏های T وابسته به تیموس، مونوسیت‏ها و فعال شدن میکروگلیا‏های مقیم در بافت نخاعی علائم تشدید می‏شوند و در طی روزها و هفته‏ها ادامه خواهد داشت. حضور سلول‏های ایمنی در ناحیه به دلیل آسیب موقتی به سدهای (خونی- مغزی) و (خونی- نخاعی) می‏باشد. التهاب و گسترش حفره در مراحل اولیه نقش تعیین کننده‏ای را در مرحله ثانویه دارد. نوتروفیل‏ها در ساعات اول آسیب در محل ضایعه تجمع می‏یابند و به‏تدریج در اوخر هفته اول از محل ضایعه پاکسازی می‏شوند. فاز اول آسیب نخاعی شامل ترشح سیتوکین‏های التهابی همانند IL_1β ، IL_6 و TNF_α از سلول‏های آسیب دیده و میکروگلیاها/ماکروفاژها می‏باشد، که باعث افزایش نفوذپذیری رگ‏ها و شروع آبشاری از واکنش‏های التهابی در محل ضایعه می‏شوند (3). ماکروفاژها و لنفوسیت‏ها غلاف میلین را در سلول‏های سالم تخریب می‏کنند، همچنین سلول‏های گلیالی و الیگودندروسیت‏ها دچار مرگ اپوپتوزیس می‏شوند. این علائم در مراحل بعدی با ایسکمی (Ischemia)، ادم (Edema) و خو‏‏ن‏ریزی در منطفه همراه است. کلیه اتفاقاتی که در منطقه آسیب دیده رخ می‏دهد در مجموع باعث وخیم‏تر شدن علائم بیماری می‏شوند. درنهایت سلول‏های گلیالی باقی مانده در منطقه فعال می‏شوند و با ترشح فاکتور‏های رشد نورونی به ترمیم مکان ضایعه و ایجاد بافت جوشگاهی (Glial scar) در اطراف حفره مرکزی کمک می‏کنند (4). واکنش‏های التهابی که بعد از ضایعه نخاعی ایجاد می‏شوند یکی از مهم‏ترین عوامل کاهش رشد اکسون‏ها و ایجاد علائم ناتوانی حرکتی می‏باشند (5). والپروئیک اسید یک زنجیره کوتاه از اسید چرب می‏باشد. تا مدت‏های طولانی تصور بر این بود مکانیسم عمل این دارو در ارتباط با مسیرهای انتقال دهنده‏های عصبی می‏باشد، اما شواهدی وجود دارد که نشان‏دهنده اثر این دارو بر روی رشد، تمایز و آپوپتوزیس سلول‏ها می‏باشد (6). والپروئیک اسید در مدل‏های حیوانی باعث رشد زواید عصبی (7)، بازآرایی آکسونی (8) و نورون‏زایی در هیپوکامپ (9) می‏شود. علاوه بر این بر روی بیان ژن در سطح مولکولی و اپی‏ژنتیک نیز موثر است. از والپروئیک اسید جهت درمان بیماری‏هایی مثل صرع و اختلال دو قطبی نیز استفاده می‏گردد (10و11). داروهای مهارکننده آنزیم هیستون دی استیلاز مانند والپروئیک اسید به‏عنوان داروهای حمایت کننده سیستم عصبی (Neuroprotective) محسوب می‏شوند. فعالیت‏های مختلف سلولی مثل ترمیم DNA و بیان ژن در التهاب و تکثیر سلولی به‏وسیله استیله شدن هیستون تنظیم می‏شود (12). فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژها به‏وسیله بررسی میزان ED-1 (پروتئین لیزوزومی) و OX-42 (نشانگر فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژها) تعیین می‏شود (13و 14). با توجه به یافته‏های محققین مشخص گردیده است که عوامل آزاد شده توسط سلول‏های التهابی عمل‏کرد سد خونی– مغزی را تنظیم می‏کند (15). همچنین هنگام آسیب نخاعی میزان استیلاسیون هیستون کاهش می‏یابد (16). با توجه به ویژگی‏های یاد شده برای  والپروئیک اسید به‏عنوان مهار کننده آنزیم هیستون دی استیلاز و لزوم کاهش التهاب در مراحل اولیه آسیب نخاعی اثر این دارو روی موش صحرایی مدل آسیب نخاعی مورد بررسی قرار گرفته است.

 

مواد و روش‏ها

در این تحقیق تجربی از تعداد 10 عدد موش صحرایی ماده بالغ نژاد Sprague-Drawly در 2 گروه (گروه‏های 5 تایی) با وزن 200 الی 300 گرم (خریداری شده از مرکز تحقیقات رازی) استفاده شد. این گروه‏ها عبارتند از: 1- درمان نشده: تنها عمل کانتیوژن Contusion درآنها انجام شد. 2- درمان شده:  3 ساعت بعد از عمل کانتیوژن به‏میزان 400 میلی گرم به‏ازای هر کیلوگرم وزن، اسید والپرویک (Sigma UK) به‏صورت داخل صفاقی تا 14 روز دریافت کردند. مراقبت و نگه‏داری از موش‏ها مطابق با آیین نامه مصوب  کار با حیوانات آزمایشگاهی تصویب شده دانشگاه تربیت مدرس (تهران) انجام گردید.

عمل جراحی کانتیوژن: پس از بی‏هوشی عمل لامینکتومی بر روی مهره‏های T12- L1 انجام و ضایعه Contusive با استفاده از روش Weight-Drop به‏کمک یک وسیله طراحی شده با رها کردن وزنه 10 گرمی از ارتفاع 5/2 سانتی‏متری (روشNew York University[NYU]) انجام شد. سپس محل ضایعه توسط عضلات و فاسیاها پوشانده و در دو لایه بخیه زده شد (14). مراقبت‏های بعد از جراحی شامل تزریق 5 میلی‏لیتر محلول رینگر لاکتات، 50 میلی‏گرم بر کیلوگرم آنتی بیوتیک سفازولین (شرکت دارو سازی جابر ابن حیان) و فشار دستی مثانه انجام شد (15).

تزریق داخل صفاقی والپروئیک اسید: گروه کنترل فقط داروهای وبژه مراقبت پس از جراحی را دریافت می‏کرد. گروه تیمار شده علاوه بر داروهای ذکر شده میزان 400 میلی‏گرم به‏ازای هر کیلوگرم وزن حیوان اسید والپروئیک را به‏صورت تزریق داخل صفاقی به‏مدت 2 هفته دریافت کردند. تزریق 3 ساعت پس از جراحی آغاز گردید.

ارزیابی بافتی: بررسی‏ها بافتی بعد از 28 روز بعد از ایجاد ضایعه شروع گردید. بعد از بی‏هوشی کامل، پرفیوژن ترانس کاردیال توسط پارافرمالدئید ۴ درصد به‏مدت 5 دقیقه انجام شد. مناطق آسیب دیده جدا گردید و در پارافرمالدئید 4 درصد به‏مدت 12 ساعت فیکس شدند. برش‏هایی به ضخامت 7 میکرومتر به‏وسیله پردازشگر بافتی (Leica TP1020) تهیه گردید و در پارافین قرار داده شد، سپس بوسیله کلروفرم پارافین‏زدایی گردید و با هماتوکسیلین/ ائوزین رنگ آمیزی گردید  (16). جهت ارزیابی درصد حفره ایجاد شده و باقی مانده بافت از ImageJ software استفاده گردید. حجم کلی بافت و حفره بر حسب میلی‏متر مکعب (mm3 ) در منطقه‏ای به‏طول 4200 میکرومتر از آسیب نخاعی برای هر نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. درصد حفره و بافت باقی‏مانده با استفاده از معادله Vsp = a×d (روش  Cavalieri) محاسبه گردید. در فرمول V: حجم ، a: عمق و d: مساحت می‏باشد (17).

ایمونوهیستوشیمی: برش‏های بافتی به‏وسیله کلروفرم پارافین‏زدایی گردید. سپس با اتانول 100، 96 و 70 درصد و آب مقطر هیدراته می‏گردد. پراکسیداز درونی به‏وسیله غوطه‏ور کردن برش‏ها در محلول 3/0 درصد هیدروژن پراکسید در متانول به‏مدت 15 دقیقه غیرفعال گردید. برش‏ها در محلول Blocking (10 درصد سرم خوکی در TBS/BSA) به‏مدت 15 دقیقه قرار داده شده سپس با آنتی بادی‏‏های اولیه anti-H4 (1:100, Millipore) و anti-ED-1 (1:200, Sigma) در دمای 4 درجه سانتی‏گراد به یک شبانه روز انکوبه گردید. در ادامه برش ها با Avidin-biotin-HRP (ABC kit) پردازش گردید و از Diaminobenzidine (DAB) به‏عنوان کروموژن استفاده شد. برای بررسی OX-42 بعد از انکوبه کردن با آنتی بادی اولیه به‏مدت 24 ساعت در دمای 4 درجه سانتی‏گراد و پس از آن شستشو با بافر توسط آنتی‏بادی ثانویه کونژوگه به (FITC)Isothiocyanide  Fluorescein انکوبه شد و در زیر میکروسکپ فلورسنس مشاهده گردید. به‏منظور شمارش سلولی از اتیدیوم بروماید و هماتوکسیلین استفاده شد. تصاویر با بزرگنمایی 200 برابر تهیه شد و جهت ارزیابی درصد پیکسل‏های و تعداد سلول‏های مثبت به‏ازای هر منطقه از نرم افزارImageJ   استفاده گردید. به‏منظور بررسی سلول‏های OX-42 مثبت و H4 مثبت، سه نمونه از هر گروه مورد ارزیابی قرار گرفت و در هر نمونه منطقه ضایعه و مناطق بالاتر و پائین‏تر نسبت به آن برای ارزیابی در نظر گرفته شد. از هر ناحیه برش‏هایی با ضخامت 7 میکرومتر تهیه شد و در هر برش 5 ناحیه (هر دو شاخ جلویی، هر دو شاخ عقبی و ناحیه مرکزی نخاع) مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی میانگین درصد پیکسل‏های مثبت در واحد سطح محاسبه شد.

 

آنالیز آماری: آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار SPSS 15.0 انجام گردید و تمامی داده‏ها به‏صورت ± SEM ارائه شد. مقایسه آماری بین گروه‏ها با استفاده از Independent sample t test انجام شد و 05/0 P <معنی‏دار در نظر گرفته شد.

 

نتایج

بررسی درصد حفره ایجاد شده به دنبال ضایعه کانتیوژن درصد حفره ایجاد شده به‏دنبال ضایعه کانتیوژن 28 روز پس از جراحی در گروه‏های مورد آزمون بررسی شد. تصاویر بافتی حضور حفره‏ای شبیه به تونل را در مکان ضایعه نشان داد که با توجه به مرگ سلولی و تخریب بافتی این تونل در گروه درمان نشده نسبت به گروه درمان شده با والپروئیک اسید از وسعت و پراکندگی بیشتری برخوردار بود (شکل 1، A و B). بررسیهای بافتی نشان داد که میانگین درصد حفره ایجاد شده بین گروه درمانی (71/0 ± 34/2) و درمان نشده (12/2 ± 87/21) از لحاظ آماری دارای اختلاف معنیداری می باشند (05/0P <) (شکل 1، C).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1: مقایسه میانگین درصد حفره ایجاد شده در گروه‏های مورد آزمون. میکروگراف‏ها نشان دهنده حفره (Cavitation) در گروه درمان نشده (A) و درمان شده (B) بعد از 28 روز می باشند. (C) : نمودار درصد حفره ایجاد شده بین گروه‏های مورد آزمون بعد از 28 روز در 4200 میکرومتر نخاع آسیب دیده. مقایسه اختلاف میانگین بین دو گروه نشان می‏دهد که میانگین درصد حفره ایجاد شده در گروه در مان شده با 400 میلی‏گرم والپروئیک اسید دارای اختلاف معنی دار با گروه درمان نشده می باشد. پیکان های سیاه رنگ نشان دهنده کویتی در هر دو میکروگراف می‏باشند. خطای معیار(SEM) ، نشان دهنده اختلاف معنی دار بین گروه درمان شده با والپروئیک اسید و گروه درمان نشده (کنترل). (05/0P <)، (بزرگنمایی ×40).

 

 

ارزیابی نشانگر‏های میکروگلیا/ماکروفاژی

 

جهت بررسی تاثیر والپروئیک اسید بر روی فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژی در منطقه آسیب دیده از ED-1 (نشانگر لیزوزومی و نشان‏دهنده فعالیت میکروگلیاها در محل ضایعه) و OX-42  (نشانگر فعالیت ماکروفاژهای مهاجر در محل ضایعه) با روش ایمونوهیستوشیمی استفاده شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برای این منظور با استفاده از نرم افزار  ImageJ پیکسل‏های مثبت در هر فیلد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل در شکل 2 تصاویر C الی F نمایش داده شده است. رنگ آمیزی پروتئین ED-1 (پیکسل‏های قهوه‏ای) نشان از کاهش میزان این پروتئین در گروه‏های درمان شده در مقایسه با گروه درمان نشده است (شکل 2،  C وD).

 

شکل 2: بررسی ایمونوهیستوشیمی استیلاسیون هیستونی و دو نشانگر فعالیت میکروگلیا/ماکروفاژی: میکروگراف‏های (A و B) نشان‏دهنده سلول‏های H4 مثبت (پیکان قرمز) و H4 منفی (پیکان سیاه)، میکروگراف‏های (C و D) نشان‏دهنده سلول‏های ED-1+ (پیکسل‏های قهوه‏ای)و میکروگراف‏های (E و F) نشان‏دهنده سلول‏های OX-42+(مناطق سبز رنگ) در گروه کنترل (درمان نشده) و درمان شده با والپروئیک اسید (400 میلی‏گرم بر کیلوگرم) می‏باشند. به‏عنوان شمارش سلولی هسته‏ها با هماتوکسیلین (رنگ بنفش) و اتیدیوم بروماید (رنگ قرمز) رنگ آمیزی شدند، (بزرگنمایی ×200).

 

آنالیزهای آماری صورت گرفته روی میانگین درصد سلول‏های بیان کننده این پروتئین نیز وجود اختلاف معنی‏داری را میان گروه درمان شده (64/0 ±52 /5) و گروه درمان نشده (25/2 ± 16/25) را نشان می دهد (05/0P <) (شکل B3). OX-42 نشان‏دهنده فعالیت ماکروفاژهای مهاجر در محل آسیب دیده می‏باشد. ارزیابی‏های بافتی صورت گرفته روی این پروتئین نشان‏دهنده کاهش فعالیت این سلول‏ها پس از تیمار با والپروئیک اسید می‏باشد (شکل F و E 2). آنالیزهای آماری نیز وجود اختلاف معنی‏دار را میان گروه تیمار شده (02/1 ± 36/15) و گروه درمان نشده (24/4  ± 16/63) نشان می‏دهد (05/0P <) (شکل C 3).

 ارزیابی استیلاسیون هیستون 4

جهت بررسی تاثیر والپروئیک اسید بر روی هایپر استیلاسیون سلول‏های موجود در منطقه آسیب دیده از آنتی بادی H4 با روش ایمونو هیستوشیمی استفاده شد. برای این منظور درصد سلول‏های مثبت در سه منطقه مرکزی، بالایی و پایینی ضایعه مورد بررسی قرار گرفت (شکل 2،A  و B). در گروه درمان شده با والپروئیک اسید میانگین درصد سلول های H4 مثبت 27/5 ± 37/65 و در گروه درمان نشده 48/4 ± 62/31 به‏دست آمد. که با توجه به بررسی‏های آماری اختلاف معنی‏داری را نسبت که گروه درمان نشده نشان می‏دهد (05/0P <) (شکل 3،A ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 3: مقایسه آماری دو نشانگر ED-1 و OX_42 و استیلاسیون هیستونی در دو گروه کنترل و تیمار شده: (A) نمودار نشان دهنده درصد سلول‏های H4+، (B) نمودار میانگین درصد تراکم پیکسل‏های ED-1+و(C) نمودار میانگین درصد تراکم پیکسل‏های OX-42+در گروه تیمار شده با والپروئیک اسید در مقایسه با گروه کنترل می‏باشد. خطای معیار (SEM)، نشان‏دهنده وجود اختلاف معنی‏داربین گروه درمان شده با والپروئیک اسید و  گروه درمان نشده، (05/0P <).

 

 

 

 

 

بحث

نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که تزریق داخل صفاقی والپروئیک اسید (400 میلی‏گرم بر کیلوگرم) در ساعات اولیه بعد از آسیب به مقدار قابل توجهی باعث افزایش استیلاسیون هیستونی، کاهش حضور سلول‏های سیستم ایمنی، کاهش فعالیت ماکروفاژها و میکروگلیا‏های مقیم در منطقه و به دنبال آن کاهش تخریب بافتی (کاهش درصد حفره ایجاد شده) می‏شود. در ضایعات سیستم عصبی به‏ویژه صدمات طناب نخاعی ترشح سیتوکین‏های التهابی توسط میکروگلیاهای مستقر در محل آسیب، ماکروفاژهای مهاجر و همچنین سلول‏های آسیب دیده باعث وخیم‏تر شدن ضایعه می‏شود (18). محققین تلاش می‏کنند تا با درک چگونگی کنترل برهم‏کنش بین سیستم‏های ایمنی و عصبی در آسیب‏های نخاعی، پدیده تخریب و مرگ سلول‏های عصبی که توان ترمیم دارند را به تاخیر بیاندازند. از دست رفتن سلول‏های عصبی، ایجاد حفره و به هم ریختگی مسیرهای عصبی از نتایج صدمه به طناب نخاعی در فازهای اول و دوم آسیب می‏باشد (19و 20) مطالعات مختلف نشان داده است که با کاهش فعالیت و مهاجرت ماکروفاژها، قدرت ترمیم بافت عصبی افزایش می یابد (21). مطالعات بر روی مدل‏های حیوانی نشان داده است که از دست رفتن غلاف میلین و آکسون‏ها در فاز دوم با مهار فعالیت ماکروفاژها کاهش می‏یابد. این نتایج با استفاده از توکسین هایی بر علیه ماکروفاژها  (21 و 22) و عوامل مهار کننده مهاجرت ماکروفاژها و مونوسیت‏ها (21و 23) مشخص شده است. در این مطالعه تاثیر اسید والپروئیک با غلظت 400 میلی‏گرم به‏ازای هر کیلوگرم وزن در کاهش فعالیت ماکروفاِها و میکروگلیا‏ها در موش‏های صحرایی دارای آسیب نخاعی مورد بررسی قرار گرفت. کاهش دو پروتئین ED-1 و OX-42 به‏عنوان نشانگرهای فعالیت میکروگلیا/ ماکروفاژها در واکنش‏های التهابی بیان کننده کاهش التهاب در محل ضایعه و اطراف آن می باشد. نتایج به‏دست آمده در این مطالعه با نتایج مطالعات انجام شده توسطBhavsar  (12)، Carlson  و همکارانشان (13) مطابقت می‏کند. استیلاسیون هیستون یک مکانیسم کلیدی در تغییر ساختار کروماتین و بیان ژن می‏باشد (12).  مهارکننده‏های هیستون دی استیلاز باعث تمایز پیش‏سازهای عصبی (24) و حفظ زواید نورون‏های بالغ در مقابل عوامل مختلف می‏شوند (25). در این مطالعه تاثیر والپروئیک اسید به‏عنوان مهار کننده هیستون دی استیلاز در کاهش التهاب بررسی گردید. نتایج این مطالعه نشان دهنده افزایش سلول‏های H4+ در محل ضایعه است. نتایج به‏دست آمده با اطلاعات LV و همکارانش (16) مطابقت دارد. بنابراین مهار هیستون دی استیلاز می‏تواند زمینه درمانی جهت کاهش التهاب و اثرات نوروپروتکتیو باشد. مهم‏ترین نقش پروتئین‏های هیستونی در پیچش DNA  است. هرگونه تغییر در ساختار این پروتئین‏ها می‏تواند باعث تغییر در شکل فضایی کروماتین شود. عمل استیلاسیون و دی استیلاسیون که  به‏ترتیب توسط آنزیم‏های Histone acetyltransferases (HATs) و Histone deacetylases (HDACs) و بر روی اسید امینه لیزین در این پروتئین‏ها انجام می‏شود می‏تواند شکل کروماتین را تغییر دهد. هر گونه تغییر در ساختار و پیچیدگی کروماتین در بیان ژن‏ها موثر می‏باشد (26). والپروئیک اسید به‏عنوان داروی ضد صرع کاربرد فراوان دارد. مطالعات انجام شده بر روی این دارو نشان می‏دهد که والپروئیک اسید با افزایش بیان MAP-2 در آستروسیت‏ها و سلول‏های عصبی باعث افزایش دندریتوژنز، افزایش حافظه و بهبودی سد خونی مغزی می‏شود. همچنین باعث افزایش آپوپتوزیس در ماکروفاژها می‏شود. محققین نشان داده‏اند که والپروئیک اسید باعث افزایش بیان BDNF,GDNF در سلول‏های عصبی و آزرده شده و از این طریق باعث افزایش زوائد عصبی می‏شود (27 و 28). با توجه به بالا رفتن آمار بیماران مبتلا به آسیب‏های نخاعی و مشکلات موجود در تهیه و کشت سلول‏های بنیادی دستیابی به یک روش مناسب و غیر تهاجمی برای ترمیم سلول‏های از دست رفته و جلوگیری از مرگ سلول‏های باقی‏مانده در ناحیه آسیب دیده ضروری است. والپروئیک اسید به‏عنوان یک داروی امیدوار کننده در درمان صدمات طناب نخاعی و سایر آسیب‏های ترومایی ایجاد شده در دستگاه عصبی مرکزی مورد توجه قرار گرفته است. در حال حاضر با توجه به قیمت ارزان آن در درمان‏های کلینیکی بسیاری از بیماری‏های عصبی مثل صرع و میگرن استفاده می‏گردد. مطالعه حاضر برخی از فاکتورهای دخیل در التهاب را مورد بررسی قرار داده است، با این‏حال ضروری به‏نظر می‏رسد که مطالعات تکمیلی بیشتری نیز در همین زمینه باید انجام شود.                   

 

نتیجه گیری

با توجه به نتایج به‏دست آمده والپروئیک اسید به‏عنوان یک داروی مهار کننده دی استیلاسیون هیستونی می‏تواند در کاهش فعالیت و مهاجرت میکروگلیا/ماکروفاژی نقش به‏سزایی داشته باشد و از این طریق در کنترل روند التهاب در مراحل اولیه تاثیرگذار باشد. در نتیجه این دارو باعث کاهش مرگ سلول‏های عصبی و کاهش گسترش تخریب بافتی بعد از صدمات ضایعه نخاعی می‏شود. با توجه به این ویژگی‏ها، از این دارو در درمان  بسیاری از بیماری‏ها می‏توان استفاده کرد. 

تشکر و قدردانی

با توجه به اینکه بخشی از این کار در مرکز تحقیقات  نوروپاتولوژی دانشگاه توبینگن آلمان انجام شده است، لازم می‏دانیم تا از پروفسور شولوزینر و همکارانشان در آن مرکز قدردانی کنیم. 

  1. Chen PS, Peng GS, Li G, Yang S, et al. Valproate protects dopaminergic neurons in midbrain neuron/glia cultures by stimulating the release of neurotrophic factors from astrocytes. Mol Psychiatry. 2006; 11(12):1116-25.
  2. Castro LM, Gallant M, Niles LP. Novel targets for valproic acid: up-regulation of melatonin receptors and neurotrophic factors in C6 glioma cells. J Neurochem. 2005; 95(5):1227-36.
  3. Donnelly DJ, Popovich PG. Inflammation and its role in neuroprotection, axonal regeneration and functional recovery after spinal cord injury. Exp Neurol. 2008; 209(2): 378-88. 
  4. Ronsyn MW, Berneman ZN, Van Tendeloo VF, Jorens PG, et al. Can cell therapy heal a spinal cord injury? Spinal Cord. 2008; 46(8): 532-9.
  5. Anderson KD. Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population. J Neurotrauma. 2004; 21(10):1371-83.
  6. Monti B, Polazzi E, Contestabile A. Biochemical, molecular and epigenetic mechanisms of valproic acid neuroprotection. Curr Mol Pharmacol. 2009; 2(1): 95-109.
  7. Yuan PX, Huang LD, Jiang YM, Gutkind JS, et al. The mood stabilizer valproic acid activates mitogen-activated protein kinases and promotes neurite growth. J Biol Chem.2001; 276(34): 31674-83.
  8. Gurvich N, Klein PS. Lithium and valproic acid: parallels and contrasts in diverse signaling contexts. Pharmacol Ther. 2002; 96(1): 45-66.
  9. Hao Y, Creson T, Zhang L, Li P, et al. Mood stabilizer valproate promotes ERK pathway-dependent cortical neuronal growth and neurogenesis. J Neurosci. 2004; 24(29): 6590-9.

10. Brandt C, Gastens AM, Sun M, Hausknecht M, et al.. Treatment with valproate after status epilepticus: effect on neuronal damage, epileptogenesis, and behavioral alterations in rats. Neuropharmacology.2006; 51(4): 789 -804.

11. Zhang Z, Zhang ZY, Fauser U, Schluesener HJ. Valproic acid attenuates inflammation in experimental autoimmune neuritis. Cell Mol Life Sci. 2008; 65 (24): 4055-65.

12. Bhavsar P, Ahmad T, Adcock IM. The role of histone deacetylases in asthma and  allergic diseases. J Allergy Clin Immunol. 2008; 121(3): 580-4.

13. Carlson SL, Parrish ME, Springer JE, Doty K, et al. Acute inflammatory response in spinal cord following impact injury. Exp Neurol. 1998; 151(1): 77-88.

14. Glauben R, Batra A, Fedke I, Zeitz M, et al. Histone hyperacetylation is associated with amelioration of experimental colitis in mice. J Immunol.2006; 176(8): 5015-22. 

15. Mautes AE, Weinzierl MR, Donovan F, Noble LJ. Vascular events after spinal cord injury: contribution to secondary pathogenesis. Phys Ther 2000; 80(7): 673–687.

16. Lv L, Sun Y, Han X, Xu CC, et al.. Valproic acid improves outcome after rodent spinal cord injury: potential roles of histone deacetylase inhibition. Brain Res. 2011. 17:1396:60-8.

17. Pal R, Gopinath C, Rao NM, Banerjee P. Functional recovery after transplantation of bone marrow- derived human mesenchymal stromal cells in rat model of spinal cord injury. Cytotherapy 2010; 12(6): 792-806.   

18. Fleming JC, Norenberg MD, Ramsay DA, Dekaban GA, et al. The cellular inflammatory response in human spinal cords after injury. Brain. 2006; 129(12): 3249-69.

19. Beattie MS, Li Q, Bresnahan JC. Cell death and plasticity after experimental spinal cord injury. Prog Brain Res.2000; 128: 9-21.

20. Fehlings MG, Nguyen DH. Immunoglobulin G: A potential treatment to attenuate neuroinflammation following spinal cord injury. J Clin Immunol. 2010; 30 (l1): 109-12.

21. Blight AR. Effects of silica on the outcome from experimental spinal cord injury: implication of macrophages in secondary tissue damage. Euroscience. 1994; 60: 263–273.

22. Popovich PG, Guan Z, Wei P, Huitinga I, et al. Depletion of hematogenous macrophages promotes

 

partial hindlimb recovery and neuroanatomical repair after experimental spinal cord injury. Exp Neurol 1999; 158: 351–365.

23. Giulian D, Robertson C. Inhibition of mononuclear phagocytes reduces ischemic injury in the spinal cord. Ann Neurol .1990; 27: 33–42.

24. Lee S, Lee SK. Crucial roles of histone-modifying enzymes in mediating neural cell-type specification. Curr Opin Neurobiol. 2010; 20(1): 29–36.

25. Langley B, D'Annibale MA, Suh K, et al. Pulse inhibition of histone deacetylases induces complete resistance to oxidative death in cortical neurons without toxicity and reveals a role for cytoplasmic p21waf1/cip1 in cell cycle-independent neuroprotection. J Neurosci. 2008; 28: 163–176.

26. Saha RN, Pahan K. HATs and HDACs in neurodegeneration: a tale of disconcerted acetylation homeostasis. Cell Death Differ. 2006; 13(4): 539-50.

27. Dash PK, Orsi SA, Zhang M, Grill RJ, et al. Valproate administered after traumatic brain injury provides neuroprotection and improves cognitive function in rats. PLoS One. 2010; 5(6):e11383.

Wu X, Chen PS, Dallas S, Wilson B, et al. Histone deacetylase inhibitors up-regulate astrocyte GDNF and BDNF gene transcription and protect dopaminergic neurons. Int J Neuropsychopharmacol. 2008; 11(8): 1123-34.