Published September 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Sesquiterpene nootkatone counteracted the melamine-induced neurotoxicity via repressing of oxidative stress, inflammatory, and apoptotic trajectories

Creators

  • 1. Mansoura University
  • 2. Benha University
  • 3. Tanta University
  • 4. Princess Nourah bint Abdulrahman University
  • 5. King Khalid University
  • 6. Banat University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine
  • 7. Egyptian Russian University
  • 8. Suez University

Description

Melamine (ML), a chemical substance of high nitrogen content, is used as a food adulterant. Former evidences implied that ML could induce a variety of toxic effects including neurotoxicity and cognitive impairment. Therefore, the aim of this study was to delineate the protective effect of the nootkatone (NK) against ML-induced neural adverse effects. Rats were orally pretreated with NK (5 and 10 mg/kg) prior to the oral administration of ML (700 mg/kg) for a period of 28 days. Our findings unveiled remarkable alleviating effect of NK on MK-induced neurobehavioral disturbance in open field test. Furthermore, NK lessened ML-caused increases in the acetylcholine esterase level in the brain tissue of exposed rats. NK also decreased the neural oxidative stress as represented by elevated levels of SOD, CAT, and GSH along with decreased MDA and NO levels. Upregulated mRNA expression levels of neural NRF-2 and HO-1 were noticed after NK administration. Remarkable anti-inflammatory impact was prominent by decreased neural IL-1β, and TNF-α along with downregulated NF-κB and TLR-4 gene expression levels in NK-treated rats. Noteworthily, pre-treatment with NK decreased the immune reaction of RAGE and HMGB-1 induced by oral ML exposure. Brain histological examination validated the obtained biochemical and molecular results. To sum up, these outcomes reveal that NK successfully alleviated the neural damage induced by ML via blocking of oxidative stress, and inflammatory signaling pathways. Consequently, our study may suggest NK as a new effective therapeutic supplement for treatment of ML-mediated neurotoxicity in rats via inhibition of HMGB-1-RAGE/TLR-4/NF-κB.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يستخدم الميلامين (ML)، وهو مادة كيميائية تحتوي على نسبة عالية من النيتروجين، كغش غذائي. أشارت الأدلة السابقة إلى أن تعلم الآلة يمكن أن يؤدي إلى مجموعة متنوعة من التأثيرات السامة بما في ذلك السمية العصبية والضعف الإدراكي. لذلك، كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد التأثير الوقائي للنوتكاتون (NK) ضد الآثار السلبية العصبية الناجمة عن ML. تمت معالجة الفئران عن طريق الفم بـ NK (5 و 10 ملغ/كغ) قبل تناول ML عن طريق الفم (700 ملغ/كغ) لمدة 28 يومًا. كشفت النتائج التي توصلنا إليها عن تأثير التخفيف الملحوظ لـ NK على الاضطراب السلوكي العصبي الناجم عن MK في الاختبار الميداني المفتوح. علاوة على ذلك، قلل NK من الزيادات الناجمة عن ML في مستوى أستيل كولين إستراز في أنسجة الدماغ لدى الفئران المكشوفة. كما قللت NK من الإجهاد التأكسدي العصبي كما هو موضح في المستويات المرتفعة من SOD و CAT و GSH جنبًا إلى جنب مع انخفاض مستويات MDA و NO. لوحظت مستويات تعبير mRNA المنظمة لـ NRF -2 العصبي و HO -1 بعد إعطاء NK. كان التأثير الملحوظ المضاد للالتهابات بارزًا من خلال انخفاض IL -1 β العصبي، و TNF - α جنبًا إلى جنب مع مستويات التعبير الجيني NF - κB و TLR -4 غير المنظمة في الفئران المعالجة بـ NK. ومن الجدير بالذكر أن العلاج المسبق باستخدام NK قلل من رد الفعل المناعي للغضب و HMGB -1 الناجم عن التعرض لـ ML عن طريق الفم. تحقق الفحص النسيجي للدماغ من صحة النتائج البيوكيميائية والجزيئية التي تم الحصول عليها. باختصار، تكشف هذه النتائج أن NK نجحت في تخفيف الضرر العصبي الناجم عن ML من خلال منع الإجهاد التأكسدي ومسارات الإشارات الالتهابية. وبالتالي، قد تقترح دراستنا NK كمكمل علاجي فعال جديد لعلاج السمية العصبية بوساطة ML في الفئران عن طريق تثبيط HMGB -1 - RAGE/TLR -4/NF - κB.

Translated Description (French)

La mélamine (ML), une substance chimique à haute teneur en azote, est utilisée comme adultérant alimentaire. Les preuves antérieures impliquaient que la ML pouvait induire une variété d'effets toxiques, y compris la neurotoxicité et les troubles cognitifs. Par conséquent, l'objectif de cette étude était de délimiter l'effet protecteur de la nootkatone (NK) contre les effets indésirables neuronaux induits par la ML. Les rats ont été prétraités par voie orale avec NK (5 et 10 mg/kg) avant l'administration orale de ML (700 mg/kg) pendant une période de 28 jours. Nos résultats ont révélé un effet atténuant remarquable de la NK sur les troubles neurocomportementaux induits par la MK lors d'un test en plein champ. De plus, la NK a diminué les augmentations causées par la ML du taux d'acétylcholine estérase dans le tissu cérébral des rats exposés. NK a également diminué le stress oxydatif neuronal représenté par des niveaux élevés de SOD, de CAT et de GSH ainsi que des niveaux réduits de MDA et de NO. Des niveaux d'expression d'ARNm régulés à la hausse de NRF-2 et HO-1 neuraux ont été observés après l'administration de NK. Un impact anti-inflammatoire remarquable était important par une diminution de l'IL-1β neurale et du TNF-α ainsi que des niveaux d'expression du gène NF-κB et TLR-4 régulés à la baisse chez les rats traités par NK. Il convient de noter que le prétraitement par NK a diminué la réaction immunitaire de RAGE et de HMGB-1 induite par l'exposition orale à la ML. L'examen histologique cérébral a validé les résultats biochimiques et moléculaires obtenus. En résumé, ces résultats révèlent que la NK a réussi à atténuer les dommages neuronaux induits par la ML en bloquant le stress oxydatif et les voies de signalisation inflammatoires. Par conséquent, notre étude peut suggérer la NK comme nouveau complément thérapeutique efficace pour le traitement de la neurotoxicité induite par le ML chez le rat via l'inhibition de HMGB-1-RAGE/TLR-4/NF-κB.

Translated Description (Spanish)

La melamina (ML), una sustancia química de alto contenido de nitrógeno, se utiliza como adulterante alimentario. Evidencias anteriores implicaban que la ML podría inducir una variedad de efectos tóxicos que incluyen neurotoxicidad y deterioro cognitivo. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue delinear el efecto protector de la nootkatona (NK) contra los efectos adversos neurales inducidos por ML. Las ratas se pretrataron por vía oral con NK (5 y 10 mg/kg) antes de la administración oral de ML (700 mg/kg) durante un periodo de 28 días. Nuestros hallazgos revelaron un notable efecto aliviador de NK en la alteración neuroconductual inducida por MK en pruebas de campo abierto. Además, NK disminuyó los aumentos causados por ML en el nivel de acetilcolinesterasa en el tejido cerebral de ratas expuestas. NK también disminuyó el estrés oxidativo neural como lo representan los niveles elevados de SOD, CAT y GSH junto con la disminución de los niveles de MDA y NO. Se observaron niveles de expresión de ARNm regulados positivamente de NRF-2 y HO-1 neuronales después de la administración de NK. El impacto antiinflamatorio notable fue prominente por la disminución de IL-1β neural y TNF-α junto con los niveles de expresión génica de NF-κB y TLR-4 regulados negativamente en ratas tratadas con NK. Cabe destacar que el pretratamiento con NK disminuyó la reacción inmune de RAGE y HMGB-1 inducida por la exposición oral a ML. El examen histológico cerebral validó los resultados bioquímicos y moleculares obtenidos. En resumen, estos resultados revelan que NK alivió con éxito el daño neuronal inducido por ML a través del bloqueo del estrés oxidativo y las vías de señalización inflamatoria. En consecuencia, nuestro estudio puede sugerir NK como un nuevo suplemento terapéutico eficaz para el tratamiento de la neurotoxicidad mediada por ML en ratas a través de la inhibición de HMGB-1-RAGE/TLR-4/NF-κB.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصدى سيسكيتربين نوتكاتون للسمية العصبية الناجمة عن الميلامين عن طريق قمع الإجهاد التأكسدي والمسارات الالتهابية والاستماتة
Translated title (French)
Le sesquiterpène nootkatone a neutralisé la neurotoxicité induite par la mélamine en réprimant le stress oxydatif, les trajectoires inflammatoires et apoptotiques
Translated title (Spanish)
La nootkatona sesquiterpénica contrarrestó la neurotoxicidad inducida por la melamina mediante la represión del estrés oxidativo, las trayectorias inflamatorias y apoptóticas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4384306295
DOI
10.1016/j.biopha.2023.115133

Is supplement to
https://openalex.org/W2791181644 (Other)
https://openalex.org/W2770410558 (Other)
https://openalex.org/W2153124797 (Other)
https://openalex.org/W2057248573 (Other)
https://openalex.org/W2035055110 (Other)
https://openalex.org/W2028766244 (Other)
https://openalex.org/W2006316487 (Other)
https://openalex.org/W1973562944 (Other)
https://openalex.org/W1763748172 (Other)
https://openalex.org/W1011315638 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1990244207
  • https://openalex.org/W1994001679
  • https://openalex.org/W1998030276
  • https://openalex.org/W2007836515
  • https://openalex.org/W2018282805
  • https://openalex.org/W2020433244
  • https://openalex.org/W2084268098
  • https://openalex.org/W2156063260
  • https://openalex.org/W2340443034
  • https://openalex.org/W2567177540
  • https://openalex.org/W2770336884
  • https://openalex.org/W2772437359
  • https://openalex.org/W2789942309
  • https://openalex.org/W2847678343
  • https://openalex.org/W2968174676
  • https://openalex.org/W2988524815
  • https://openalex.org/W3009302126
  • https://openalex.org/W3016035860
  • https://openalex.org/W3037900192
  • https://openalex.org/W3080521571
  • https://openalex.org/W3081430266
  • https://openalex.org/W3095129096
  • https://openalex.org/W3106830070
  • https://openalex.org/W3108789534
  • https://openalex.org/W3110097407
  • https://openalex.org/W3119281084
  • https://openalex.org/W3120126170
  • https://openalex.org/W3125882240
  • https://openalex.org/W3132108264
  • https://openalex.org/W3133315466
  • https://openalex.org/W3135128391
  • https://openalex.org/W3159219656
  • https://openalex.org/W3176698463
  • https://openalex.org/W3176796967
  • https://openalex.org/W3182671284
  • https://openalex.org/W3191229297
  • https://openalex.org/W3193613799
  • https://openalex.org/W3196663815
  • https://openalex.org/W3196694836
  • https://openalex.org/W3199923964
  • https://openalex.org/W3200491780
  • https://openalex.org/W3203433294
  • https://openalex.org/W3204852120
  • https://openalex.org/W3210673695
  • https://openalex.org/W4224443909
  • https://openalex.org/W4281950119
  • https://openalex.org/W4285387279
  • https://openalex.org/W4301606351
  • https://openalex.org/W4308153113
  • https://openalex.org/W4309387983
  • https://openalex.org/W4312140941
  • https://openalex.org/W4353093963
  • https://openalex.org/W4366819425