本プロトコルは、亜慢性デルタメトリン曝露ラットモデルにおいて、チモキノンがKeap-1/Nrf-2経路、酸化ストレスバイオマーカー、行動結果に与える影響を評価する方法を示します。
本プロトコルは、亜慢性デルタメトリン曝露ラットモデルにおいて、チモキノンがKeap-1/Nrf-2経路、酸化ストレスバイオマーカー、行動結果に与える影響を評価する方法を示します。
農薬曝露研究の最近の進展により、抗酸化物質を用いた保護戦略への関心が高まりました。チモキノン(TQ)は植物由来の生物活性化合物であり、さまざまな有害物質に対して保護効果を発揮すると報告されています。本研究は、低用量デルタメトリン(DTM)に曝露されたラットにおけるTQが酸化ストレスパラメータ、Keap-1/Nrf-2シグナル伝達経路、行動転帰に与える影響を評価するプロトコルを説明しています。ここでは、24頭の成体オスのウィスター・アルビノラット(250±20g)が4つのグループ(n=6/グループ)にランダムに割り当てられました:対照群、TQ、DTM、DTM+TQ。DTM(1.28 mg/kg)およびTQ(10 mg/kg)は30日間胃内投与されました。研究期間中、体重は継続的にモニタリングされました。運動活動と不安様行動は31日目のオープンフィールドテストで評価され、うつ様行動は32日目の強制泳ぎテストで評価されました。実験期間終了時には、生化学的、組織病理学的、分子分析のために血漿と脳組織が収集されました。マロンジアルデヒド、総一酸化窒素、グルタチオン、硫酸化ドリル群レベルなどの酸化ストレスマーカーが、血漿および大脳皮質サンプルで測定されました。ケルチ様ECH関連タンパク質1(Keap-1)および核因子赤胞菌2関連因子2(Nrf-2)の発現レベルをウェスタンブロッティングおよび免疫組織化学を用いて解析しました。このプロトコルは、農薬誘発性の神経毒性および抗酸化化合物の調節効果を包括的かつ再現性のある方法で調査します。
殺虫剤は農業や家庭環境で害虫駆除に広く使用されています。しかし、低用量への慢性的な曝露は環境汚染や人間・動物の健康悪影響を引き起こす可能性があります。特に汚染された食品や水を通じたこのような曝露は、神経障害やその他の全身毒性のリスク増加と関連しています。
ピレスロイドは、有機リン系殺虫剤の規制が厳格で哺乳類毒性が比較的低いため、主に有機リンに取って代わっています。DTMは、αシアノ基を含むタイプIIピレスロイドで、世界的に最も一般的に使われている殺虫剤の一つであり、昆虫に対して非常に効果的と考えられています2。それにもかかわらず、実験的研究により、DTM曝露が動物モデルにおいて酸化ストレスや神経毒性を引き起こすことが示されています3,4。
DTMは非常に脂溶性の化合物で、血液脳関門を容易に通過し、電圧依存性ナトリウムチャネルの開放を遅らせることで神経機能を妨げます。この効果は繰り返しの神経放火、細胞内ナトリウム流入の増加、活性酸素の生成増加を引き起こし、最終的には酸化損傷、炎症、行動の変化を引き起こし、特に海馬や大脳皮質1といった脆弱な脳領域に影響を及ぼします。農薬による神経毒性への懸念が高まる中、自然由来の抗酸化物質を用いた保護戦略への注目が高まっています。ナイジェラ・サティバのエッセンシャルオイルの主要なバイオアクティブ成分であるTQは、強力な抗酸化作用、抗炎症作用、神経保護特性を持つと報告されています5。いくつかの研究で、化学的に誘発される酸化ストレスや神経変性過程に対して有益な効果があることが示されています 5,6,7,8,9。
TQの保護効果の主なメカニズムの一つは、Keap-1/Nrf-2シグナル伝達経路の調節です。この経路は抗酸化酵素の発現や解毒酵素の発現を調節することで、細胞内の酸化還元恒常性を維持する上で中心的な役割を果たします。酸化ストレス条件下では、Keap-1媒介によるNrf-2の抑制が緩和され、Nrf-2が核に移動して抗酸化反応要素依存性遺伝子発現を活性化します。
DTM曝露は分子、生化学的、組織学的、行動的レベルでの変化を引き起こすため、単一の分析アプローチではその神経毒性の影響の全容を捉えきれません。したがって、本プロトコルは行動評価、酸化ストレスバイオマーカー解析、組織病理学的評価、Keap-1/Nrf-2経路の分子調査を統合し、農薬誘発性神経毒性およびTQなどの抗酸化化合物の調節効果を包括的かつ再現性の高い枠組みとして研究しています。
上記のエビデンスを総合すると、DTM誘発性神経毒性のメカニズムを明らかにし、潜在的な保護的介入を評価するための統合的実験的アプローチの必要性が浮き彫りになります。行動評価とKeap-1/Nrf-2経路の生化学的、組織病理学的、分子解析を組み合わせることで、本プロトコルは酸化ストレス関連神経損傷の多次元評価を可能にします。この機構的枠組みのもとでの実験結果の解釈は、TQがレドックスシグナル伝達を調節し、組織損傷を軽減し、亜慢性DTM曝露の文脈で行動結果を改善することを強調しています。
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施設動物実験地域倫理委員会は、登録番号68429034/35の実験プロトコルを承認しました。研究の総期間は32日間でした。実験前に、動物たちは標準的な実験室環境に慣れていました。すべての実験手順は、機関および国際的な動物倫理ガイドラインに厳密に従って実施されました。このプロトコルで使用される実験材料は 材料表に記載されています。
注:化学廃棄物および生物廃棄物は、機関の実験室安全および廃棄物管理ガイドラインに従って処分されました。酸、塩基、有機溶媒は別々のラベル付き容器に集められ、機関の有害廃棄物ユニットに届けられました。生物材料および汚染された消耗品はバイオハザード容器に収集され、滅菌され、最終処分のため適切な施設へ移送されました。
1. 実験設計
2. 体重の測定
3. 行動パラメータ
4. 酸化ストレスマーカーの評価
5. ウェスタンブロット解析によるKeap-1およびNrf-2レベルの決定
6. 組織病理学的解析
7. 海馬および内嗅皮質におけるNrf-2およびKeap-1反応性の免疫組織化学的解析
8. 統計分析
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体重測定
体重は1日目、10日目、20日目、30日目に記録されました。C群およびTQ群のラットは、実験期間中に体重が徐々に増加し、30日目時点で両群間で有意な差はありませんでした。対照的に、DTMに曝露されたラットは対照群と比較して体重の有意な減少を示しました。TQの併用投与はDTM関連体重減少を軽減しました。研究期間中は死亡は観察されませんでした (図1)。
行動評価
運動活動
運動活動は、野外試験における格子交差の数によって評価されました。CグループとTQグループは同等の運動活動を示した。DTM曝露は交差回数を有意に減少させた一方で、TQ併用はDTM群と比較して運動活動を部分的に増加させました (図2)。
OFT
探索行動は、アリ...
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本研究は、亜慢性の口腔DTM曝露がラットにおいて一貫した行動的、生化学的、分子的、組織病理学的変化を引き起こし、TQを併用することでこれらの影響を効果的に軽減することを示しています。標準化された行動検査と酸化ストレスプロファイリング、Keap-1/Nrf-2シグナル伝達の経路レベル解析、組織病理学的評価を統合することで、農薬誘発性の神経毒性および抗酸化剤ベースの神経保護を評価するための堅牢かつ再現性の高い枠組みを提供します。
選択されたDTM用量(1.28 mg/kg/日、経口ガベジ、30日間)は確立された亜慢性曝露モデルに基づいており、死亡率や急性全身毒性を誘発することなく測定可能な神経行動的および生化学的効果を生じさせました14。同様の投与方法と曝露経路を用いた先行研究と一致し、DTM処理ラットは体重減少、運動活動の減少、FSTの不動性の増加、中心探索の減少を示しました。OFTは
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著者には利益相反や競合する金銭的利益はありません。
この研究は外部からの資金援助を受けていません。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 5,5'-ジチオビス(2-ニトロベンゾウ酸) | サーモ・サイエンティフィック | 69-78-3 | |
| ベンチトップ遠心分離機 NF048 | Nüve | 43560 | |
| Beta_Actin | サーモフィッシャー・サイエンティフィック、アメリカ合衆国 | 7D2C10 | |
| BSAソリューションとnbsp; | プロテインテック、アメリカ合衆国) | 66201-1-Ig | |
| ブチル化ヒドロキシトルエン | シグマ・オルドリッチ | 128-37-0 | |
| Dijital Homojenizatör | 大韓サイエンティフィック | https://www.artlaboratuv arcihazlari.com/urun/dai han-hg-15d-dijital-homoje nizator-set-a?srsltid=Afm BOorx_az06ulcHpSzKZs uP8-47Za4BkvLOM22Xh p00tgwWhJ-86Vc | |
| DTM | バイエル | TR01426058O | |
| ヘマトキシリン–eosin | バイオオプティカ | W01030708 | |
| 塩酸 | メルク | 7647-01-0 | |
| Image J ソフトウェアプログラム | NIH;ワシントン、アメリカ合衆国 | https://imagej.net/ij/ | |
| 免疫組織化学染色キット | Lab VisionTM UltraVisionTM 大型体積検出システム:アンチポリバレント | HRP、TA-125-HL | |
| ライカ オートカット 14051956472 | ドイツ | https://www.leicabiosystems .com/histology-equipment/mi クロトム/histocore-autocut/ | |
| 光学顕微鏡 | ニコン、エクリプスなど; | Ni-U、940728 | |
| N-(1-ナフチル)エチレンジアミン | サーモ・サイエンティフィック | 1465-25-4 | |
| ナノマイクロプレートリーダー | BMGラボテック | スペクトロスター・ナノ | |
| リン酸緩衝塩水 | メルク | P4417 | |
| 一次抗体 Keap-1 | プロテインテック | カタログ番号10503-2-AP、1:200 | |
| 一次抗体 Nrf-2およびnbsp; | プロテインテック | カタログ番号16396-1-AP、1/100 | |
| Qubit Protein BRアッセイキット | サーモフィッシャー・サイエンティフィック・インヴィトロジェン | Q33211 | |
| クエン酸ナトリウム | メルク | 03-04-6132 | |
| ドデシル硫酸ナトリウム | サーモ・サイエンティフィック | 151-21-3 | |
| 水酸化ナトリウム | メルク | 1310-73-2 | |
| 硝酸ナトリウム | メルク | 7631-99-4 | |
| ストレプタビジンペルオキシダーゼ | サーモ・サイエンティフィック | SHRP248-B | |
| スルファニルアミド | サーモ・サイエンティフィック | 63-74-1 | |
| チオバルビツル酸およびnbsp; | メルク | 504-17-6 | |
| TQ | ケイマン | 490-91-5 | |
| トリカルバリル酸、99% | サーモ・サイエンティフィック・ケミカルズ | 139360500 | |
| トリクロロ酢酸 | サーモ・サイエンティフィック・ケミカルズ | 76-03-9 | |
| トリスHCl | サーモ・サイエンティフィック | 1185-53-1 | |
| 塩化物バナジウム(III) | シグマ・オルドリッチ | 7718-98-1 | |
| West Pico PLUSケミルミネッセンス基板とiBright 750 | サーモフィッシャー・サイエンティフィックシステム | https://www.clinxsci.com/product /mini_chemiluminescence_imagi ng_system?gad_source=1&GAD _campaignid=16224184202&gbr aid=0AAAAAoN6UOOtoB8UD0d eumBAMD8Xi-1l-&gclid=CjwKCAj wgeLHBhBuEiwAL5gNEXtK2CNS LS1GqllMuNgkrFYDaW7yK585njQ jFja485Fkwj9lRUEKDBoCgLoQA vD_BwE | |
| 硫酸亜鉛溶液 | メルク | 7733-02-0 |
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