Published November 21, 2017
| Version v1
Publication
Open
Quercetin prevents spinal motor neuron degeneration induced by chronic excitotoxic stimulus by a sirtuin 1-dependent mechanism
Description
Excitotoxicity is a mechanism of foremost importance in the selective motor neuron degeneration characteristic of motor neuron disorders. Effective therapeutic strategies are an unmet need for these disorders. Polyphenols, such as quercetin and resveratrol, are plant-derived compounds that activate sirtuins (SIRTs) and have shown promising results in some models of neuronal death, although their effects have been scarcely tested in models of motor neuron degeneration. In this work we investigated the effects of quercetin and resveratrol in an in vivo model of excitotoxic motor neuron death induced by the chronic infusion of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) into the rat spinal cord tissue. Quercetin and resveratrol were co-infused with AMPA and motor behavior and muscle strength were assessed daily for up to ten days. Then, animals were fixed and lumbar spinal cord tissue was analyzed by histological and immunocytological procedures. We found that the chronic infusion of AMPA [1 mM] caused a progressive motor neuron degeneration, accompanied by astrogliosis and microgliosis, and motor deficits and paralysis of the rear limbs. Quercetin infusion ameliorated AMPA-induced paralysis, rescued motor neurons, and prevented both astrogliosis and microgliosis, and these protective effects were prevented by EX527, a very selective SIRT1 inhibitor. In contrast, neither resveratrol nor EX527 alone improved motor behavior deficits or reduced motor neuron degeneration, albeit both reduced gliosis. These results suggest that quercetin exerts its beneficial effects through a SIRT1-mediated mechanism, and thus SIRT1 plays an important role in excitotoxic neurodegeneration and therefore its pharmacological modulation might provide opportunities for therapy in motor neuron disorders.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
السمية الحركية هي آلية ذات أهمية قصوى في تنكس الخلايا العصبية الحركية الانتقائية المميزة لاضطرابات الخلايا العصبية الحركية. الاستراتيجيات العلاجية الفعالة هي حاجة غير ملباة لهذه الاضطرابات. البوليفينول، مثل كيرسيتين وريسفيراترول، هي مركبات مشتقة من النباتات التي تنشط السيرتوينات (SIRTs) وأظهرت نتائج واعدة في بعض نماذج الموت العصبي، على الرغم من أن آثارها بالكاد تم اختبارها في نماذج تنكس الخلايا العصبية الحركية. في هذا العمل، قمنا بالتحقيق في آثار كيرسيتين وريسفيراترول في نموذج داخل الجسم الحي لموت الخلايا العصبية الحركية السامة الناجمة عن التسريب المزمن لحمض ألفا أمينو-3 -هيدروكسي-5 -ميثيل-4 -أيزوكسازوليبروبيونيك (AMPA) في أنسجة الحبل الشوكي للفئران. تم حقن كيرسيتين وريسفيراترول بشكل مشترك مع AMPA وتم تقييم السلوك الحركي وقوة العضلات يوميًا لمدة تصل إلى عشرة أيام. بعد ذلك، تم إصلاح الحيوانات وتحليل أنسجة الحبل الشوكي القطني من خلال الإجراءات النسيجية والمناعية. وجدنا أن التسريب المزمن لـ AMPA [1 مم] تسبب في تنكس عصبي حركي تدريجي، مصحوبًا بدبق نجمي ودبق دقيق، وعجز حركي وشلل في الأطراف الخلفية. أدى تسريب كيرسيتين إلى تحسين الشلل الناجم عن AMPA، وإنقاذ الخلايا العصبية الحركية، ومنع كل من الدباق النجمي والدباق الدقيق، وتم منع هذه التأثيرات الوقائية بواسطة EX527، وهو مثبط SIRT1 انتقائي للغاية. في المقابل، لم يحسن ريسفيراترول ولا EX527 وحده من عجز السلوك الحركي أو انخفاض تنكس الخلايا العصبية الحركية، وإن كان كلاهما قد قلل من الدبق. تشير هذه النتائج إلى أن كيرسيتين يمارس آثاره المفيدة من خلال آلية بوساطة SIRT1، وبالتالي يلعب SIRT1 دورًا مهمًا في التنكس العصبي السام، وبالتالي قد يوفر تعديله الدوائي فرصًا للعلاج في اضطرابات الخلايا العصبية الحركية.Translated Description (French)
L'excitotoxicité est un mécanisme de première importance dans la dégénérescence sélective des neurones moteurs caractéristique des troubles des neurones moteurs. Des stratégies thérapeutiques efficaces sont un besoin non satisfait pour ces troubles. Les polyphénols, tels que la quercétine et le resvératrol, sont des composés d'origine végétale qui activent les sirtuines (SIRT) et ont montré des résultats prometteurs dans certains modèles de mort neuronale, bien que leurs effets aient été à peine testés dans les modèles de dégénérescence des motoneurones. Dans ce travail, nous avons étudié les effets de la quercétine et du resvératrol dans un modèle in vivo de mort excitotoxique des motoneurones induite par la perfusion chronique d'acide α-amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazolepropionique (AMPA) dans le tissu de la moelle épinière de rat. La quercétine et le resvératrol ont été co-infusés avec de l'AMPA et le comportement moteur et la force musculaire ont été évalués quotidiennement jusqu'à dix jours. Ensuite, les animaux ont été fixés et le tissu de la moelle épinière lombaire a été analysé par des procédures histologiques et immunocytologiques. Nous avons constaté que la perfusion chronique d'AMPA [1 mM] provoquait une dégénérescence progressive des motoneurones, accompagnée d'astrogliose et de microgliose, ainsi que des déficits moteurs et une paralysie des membres postérieurs. La perfusion de quercétine a amélioré la paralysie induite par l'AMPA, sauvé les motoneurones et empêché à la fois l'astrogliose et la microgliose, et ces effets protecteurs ont été évités par EX527, un inhibiteur très sélectif de SIRT1. En revanche, ni le resvératrol ni l'EX527 seul n'ont amélioré les déficits du comportement moteur ou réduit la dégénérescence des motoneurones, bien que les deux aient réduit la gliose. Ces résultats suggèrent que la quercétine exerce ses effets bénéfiques par le biais d'un mécanisme médié par SIRT1, et que SIRT1 joue donc un rôle important dans la neurodégénérescence excitotoxique et que, par conséquent, sa modulation pharmacologique pourrait offrir des possibilités de thérapie dans les troubles des motoneurones.Translated Description (Spanish)
La excitotoxicidad es un mecanismo de primera importancia en la degeneración selectiva de las neuronas motoras característica de los trastornos de las neuronas motoras. Las estrategias terapéuticas eficaces son una necesidad insatisfecha para estos trastornos. Los polifenoles, como la quercetina y el resveratrol, son compuestos derivados de plantas que activan las sirtuinas (SIRT) y han mostrado resultados prometedores en algunos modelos de muerte neuronal, aunque sus efectos apenas se han probado en modelos de degeneración de neuronas motoras. En este trabajo investigamos los efectos de la quercetina y el resveratrol en un modelo in vivo de muerte de neuronas motoras excitotóxicas inducida por la infusión crónica de ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico (AMPA) en el tejido de la médula espinal de rata. La quercetina y el resveratrol se coinfundieron con AMPA y el comportamiento motor y la fuerza muscular se evaluaron diariamente durante un máximo de diez días. Luego, los animales se fijaron y el tejido de la médula espinal lumbar se analizó mediante procedimientos histológicos e inmunocitológicos. Encontramos que la infusión crónica de AMPA [1 mM] causó una degeneración progresiva de la neurona motora, acompañada de astrogliosis y microgliosis, y déficits motores y parálisis de las extremidades posteriores. La infusión de quercetina mejoró la parálisis inducida por AMPA, rescató las neuronas motoras y previno tanto la astrogliosis como la microgliosis, y estos efectos protectores fueron prevenidos por EX527, un inhibidor muy selectivo de SIRT1. Por el contrario, ni el resveratrol ni el EX527 por sí solos mejoraron los déficits de comportamiento motor o redujeron la degeneración de las neuronas motoras, aunque ambos redujeron la gliosis. Estos resultados sugieren que la quercetina ejerce sus efectos beneficiosos a través de un mecanismo mediado por SIRT1 y, por lo tanto, SIRT1 desempeña un papel importante en la neurodegeneración excitotóxica y, por lo tanto, su modulación farmacológica podría proporcionar oportunidades para la terapia en trastornos de las neuronas motoras.Files
s40035-017-0102-8.pdf
Files
(2.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:34eefcd087dc1bcbffe0493c9c0856bf
|
2.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يمنع كيرسيتين تنكس الخلايا العصبية الحركية الشوكية الناجم عن المنبه الاستثاري السام المزمن بواسطة آلية تعتمد على السيرتوين 1
- Translated title (French)
- La quercétine prévient la dégénérescence des motoneurones spinaux induite par un stimulus excitotoxique chronique par un mécanisme dépendant de la sirtuine 1
- Translated title (Spanish)
- La quercetina previene la degeneración de la neurona motora espinal inducida por el estímulo excitotóxico crónico por un mecanismo dependiente de sirtuina 1
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2768106375
- DOI
- 10.1186/s40035-017-0102-8
References
- https://openalex.org/W1512348246
- https://openalex.org/W1513563296
- https://openalex.org/W1520296952
- https://openalex.org/W1963532910
- https://openalex.org/W1966907480
- https://openalex.org/W1967062507
- https://openalex.org/W1968098522
- https://openalex.org/W1971324155
- https://openalex.org/W1973831249
- https://openalex.org/W1974291607
- https://openalex.org/W1975304724
- https://openalex.org/W1975843228
- https://openalex.org/W1977433941
- https://openalex.org/W1981073919
- https://openalex.org/W1981691543
- https://openalex.org/W1985754206
- https://openalex.org/W1987648955
- https://openalex.org/W1989464571
- https://openalex.org/W2001379153
- https://openalex.org/W2004349567
- https://openalex.org/W2011336591
- https://openalex.org/W2011766911
- https://openalex.org/W2018951168
- https://openalex.org/W2019656833
- https://openalex.org/W2020194690
- https://openalex.org/W2020518388
- https://openalex.org/W2028492393
- https://openalex.org/W2034646524
- https://openalex.org/W2045643520
- https://openalex.org/W204815213
- https://openalex.org/W2049905319
- https://openalex.org/W2049911411
- https://openalex.org/W2052764032
- https://openalex.org/W2056781549
- https://openalex.org/W2059301217
- https://openalex.org/W2063530717
- https://openalex.org/W2066852267
- https://openalex.org/W2067487957
- https://openalex.org/W2075043109
- https://openalex.org/W2078190587
- https://openalex.org/W2091593453
- https://openalex.org/W2096361448
- https://openalex.org/W2099540110
- https://openalex.org/W2100978260
- https://openalex.org/W2102646072
- https://openalex.org/W2103490084
- https://openalex.org/W2106836310
- https://openalex.org/W2113662735
- https://openalex.org/W2118649927
- https://openalex.org/W2122131544
- https://openalex.org/W2124919936
- https://openalex.org/W2133465841
- https://openalex.org/W2146202553
- https://openalex.org/W2146546145
- https://openalex.org/W2158465697
- https://openalex.org/W2163197791
- https://openalex.org/W2164580018
- https://openalex.org/W2167279371
- https://openalex.org/W2169834497
- https://openalex.org/W2179846566
- https://openalex.org/W2219609761
- https://openalex.org/W2338839418
- https://openalex.org/W2413725071
- https://openalex.org/W2430903694
- https://openalex.org/W2480477082
- https://openalex.org/W2604420014
- https://openalex.org/W620174063