Published November 16, 2023
| Version v1
Publication
Open
Transcriptome analysis of the cerebral cortex of acrylamide-exposed wild-type and IL-1β-knockout mice
Creators
- 1. Tokyo University of Science
- 2. Alexandria University
- 3. Jichi Medical University
Description
Abstract Acrylamide is an environmental electrophile that has been produced in large amounts for many years. There is concern about the adverse health effects of acrylamide exposure due to its widespread industrial use and also presence in commonly consumed foods and others. IL-1β is a key cytokine that protects the brain from inflammatory insults, but its role in acrylamide-induced neurotoxicity remains unknown. We reported recently that deletion of IL-1β gene exacerbates ACR-induced neurotoxicity in mice. The aim of this study was to identify genes or signaling pathway(s) involved in enhancement of ACR-induced neurotoxicity by IL-1β gene deletion or ACR-induced neurotoxicity to generate a hypothesis mechanism explaining ACR-induced neurotoxicity. C57BL/6 J wild-type and IL-1β KO mice were exposed to ACR at 0, 12.5, 25 mg/kg by oral gavage for 7 days/week for 4 weeks, followed by extraction of mRNA from mice cerebral cortex for RNA sequence analysis. IL-1β deletion altered the expression of genes involved in extracellular region, including upregulation of PFN1 gene related to amyotrophic lateral sclerosis and increased the expression of the opposite strand of IL-1β. Acrylamide exposure enhanced mitochondria oxidative phosphorylation, synapse and ribosome pathways, and activated various pathways of different neurodegenerative diseases, such as Alzheimer disease, Parkinson disease, Huntington disease, and prion disease. Protein network analysis suggested the involvement of different proteins in related to learning and cognitive function, such as Egr1, Egr2, Fos, Nr4a1, and Btg2. Our results identified possible pathways involved in IL-1β deletion-potentiated and ACR-induced neurotoxicity in mice.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلاصة الأكريلاميد هو مادة كهربية بيئية تم إنتاجها بكميات كبيرة لسنوات عديدة. هناك قلق بشأن الآثار الصحية الضارة للتعرض للأكريلاميد بسبب استخدامه الصناعي على نطاق واسع وأيضًا وجوده في الأطعمة المستهلكة بشكل شائع وغيرها. IL -1 β هو سيتوكين رئيسي يحمي الدماغ من الإهانات الالتهابية، لكن دوره في السمية العصبية التي يسببها الأكريلاميد لا يزال غير معروف. أبلغنا مؤخرًا أن حذف جين IL -1 β يؤدي إلى تفاقم السمية العصبية الناجمة عن ACR في الفئران. كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد الجينات أو مسارات الإشارة المشاركة في تعزيز السمية العصبية التي يسببها ACR عن طريق حذف جين IL -1 β أو السمية العصبية التي يسببها ACR لتوليد آلية فرضية تشرح السمية العصبية التي يسببها ACR. تعرضت فئران C57BL/6 J من النوع البري و IL -1 β KO إلى ACR عند 0، 12.5، 25 ملغ/كغ عن طريق التزجيج الفموي لمدة 7 أيام/أسبوع لمدة 4 أسابيع، تليها استخراج الحمض النووي الريبوزي المرسال من القشرة الدماغية للفئران لتحليل تسلسل الحمض النووي الريبوزي. أدى حذف IL -1 β إلى تغيير تعبير الجينات المشاركة في المنطقة خارج الخلية، بما في ذلك زيادة تنظيم جين PFN1 المرتبط بالتصلب الجانبي الضموري وزيادة التعبير عن الجديلة المعاكسة لـ IL -1 β. أدى التعرض للأكريلاميد إلى تعزيز الفسفرة المؤكسدة للميتوكوندريا، ومسارات المشبك العصبي والريبوسوم، وتنشيط مسارات مختلفة للأمراض التنكسية العصبية المختلفة، مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون ومرض هنتنغتون ومرض البريون. اقترح تحليل شبكة البروتين مشاركة بروتينات مختلفة في الوظائف المعرفية والتعلمية، مثل Egr1 و Egr2 و Fos و Nr4a1 و Btg2. حددت نتائجنا المسارات المحتملة المشاركة في السمية العصبية المحتملة للحذف IL -1 β والسمية العصبية الناجمة عن ACR في الفئران.Translated Description (French)
Résumé L'acrylamide est un électrophile environnemental produit en grande quantité depuis de nombreuses années. On s'inquiète des effets néfastes sur la santé de l'exposition à l'acrylamide en raison de son utilisation industrielle généralisée et de sa présence dans les aliments couramment consommés et autres. L'IL-1β est une cytokine clé qui protège le cerveau des agressions inflammatoires, mais son rôle dans la neurotoxicité induite par l'acrylamide reste inconnu. Nous avons récemment signalé que la délétion du gène IL-1β exacerbe la neurotoxicité induite par l'ACR chez la souris. L'objectif de cette étude était d'identifier les gènes ou les voies de signalisation impliqués dans l'amélioration de la neurotoxicité induite par l'ACR par la délétion du gène IL-1β ou la neurotoxicité induite par l'ACR pour générer un mécanisme d'hypothèse expliquant la neurotoxicité induite par l'ACR. Des souris C57BL/6 J de type sauvage et IL-1β KO ont été exposées à l'ACR à 0, 12,5, 25 mg/kg par gavage oral pendant 7 jours/semaine pendant 4 semaines, suivi de l'extraction de l'ARNm du cortex cérébral de souris pour l'analyse de la séquence d'ARN. La délétion de l'IL-1β a modifié l'expression des gènes impliqués dans la région extracellulaire, y compris la régulation positive du gène PFN1 liée à la sclérose latérale amyotrophique et a augmenté l'expression du brin opposé de l'IL-1β. L'exposition à l'acrylamide a amélioré la phosphorylation oxydative des mitochondries, les voies des synapses et des ribosomes, et activé diverses voies de différentes maladies neurodégénératives, telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington et la maladie à prions. L'analyse du réseau protéique a suggéré l'implication de différentes protéines liées à l'apprentissage et à la fonction cognitive, telles que Egr1, Egr2, Fos, Nr4a1 et Btg2. Nos résultats ont identifié des voies possibles impliquées dans la neurotoxicité potentialisée par la délétion de l'IL-1β et induite par l'ACR chez la souris.Translated Description (Spanish)
Resumen La acrilamida es un electrófilo ambiental que se ha producido en grandes cantidades durante muchos años. Existe preocupación por los efectos adversos para la salud de la exposición a la acrilamida debido a su uso industrial generalizado y también a su presencia en alimentos de consumo común y otros. La IL-1β es una citocina clave que protege al cerebro de las agresiones inflamatorias, pero su papel en la neurotoxicidad inducida por acrilamida sigue siendo desconocido. Recientemente informamos que la eliminación del gen IL-1β exacerba la neurotoxicidad inducida por ACR en ratones. El objetivo de este estudio fue identificar genes o vías de señalización involucradas en la mejora de la neurotoxicidad inducida por ACR mediante la deleción del gen IL-1β o la neurotoxicidad inducida por ACR para generar un mecanismo de hipótesis que explique la neurotoxicidad inducida por ACR. Los ratones C57BL/6 J de tipo salvaje y IL-1β KO se expusieron a ACR a 0, 12.5, 25 mg/kg por sonda oral durante 7 días/semana durante 4 semanas, seguido de extracción de ARNm de la corteza cerebral de los ratones para el análisis de la secuencia de ARN. La deleción de IL-1β alteró la expresión de genes implicados en la región extracelular, incluida la regulación positiva del gen PFN1 relacionado con la esclerosis lateral amiotrófica y aumentó la expresión de la cadena opuesta de IL-1β. La exposición a la acrilamida mejoró la fosforilación oxidativa de las mitocondrias, las sinapsis y las vías ribosómicas, y activó diversas vías de diferentes enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington y la enfermedad priónica. El análisis de la red de proteínas sugirió la participación de diferentes proteínas relacionadas con el aprendizaje y la función cognitiva, como Egr1, Egr2, Fos, Nr4a1 y Btg2. Nuestros resultados identificaron posibles vías involucradas en la neurotoxicidad potenciada por deleción de IL-1β e inducida por ACR en ratones.Files
s00204-023-03627-9.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a0c9581acbe0fc78ca6c19c49c003be1
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل ترانسكريبتوم للقشرة الدماغية للفئران البرية المعرضة للأكريلاميد والفئران IL -1 β - Knockout
- Translated title (French)
- Analyse du transcriptome du cortex cérébral de souris de type sauvage et de souris knockout IL-1β exposées à l'acrylamide
- Translated title (Spanish)
- Análisis del transcriptoma de la corteza cerebral de ratones de tipo salvaje y sin IL-1β expuestos a acrilamida
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388729352
- DOI
- 10.1007/s00204-023-03627-9
References
- https://openalex.org/W1025903661
- https://openalex.org/W1144717940
- https://openalex.org/W1650754258
- https://openalex.org/W1883482843
- https://openalex.org/W1963586806
- https://openalex.org/W1966327575
- https://openalex.org/W1973180473
- https://openalex.org/W1980762570
- https://openalex.org/W1983402821
- https://openalex.org/W1986069028
- https://openalex.org/W1988640129
- https://openalex.org/W2000071829
- https://openalex.org/W2000696558
- https://openalex.org/W2006067437
- https://openalex.org/W2008368690
- https://openalex.org/W2009301288
- https://openalex.org/W2019999250
- https://openalex.org/W2020841800
- https://openalex.org/W2023236768
- https://openalex.org/W2033298355
- https://openalex.org/W2035245129
- https://openalex.org/W2036824677
- https://openalex.org/W2037075564
- https://openalex.org/W2042659370
- https://openalex.org/W2043743921
- https://openalex.org/W2044571716
- https://openalex.org/W2048845625
- https://openalex.org/W2057495929
- https://openalex.org/W2063445979
- https://openalex.org/W2065872709
- https://openalex.org/W2070065061
- https://openalex.org/W2072529095
- https://openalex.org/W2077041830
- https://openalex.org/W2079806280
- https://openalex.org/W2083566665
- https://openalex.org/W2085568322
- https://openalex.org/W2085988912
- https://openalex.org/W2099239405
- https://openalex.org/W2103017472
- https://openalex.org/W2109992258
- https://openalex.org/W2111045447
- https://openalex.org/W2114794569
- https://openalex.org/W2116447221
- https://openalex.org/W2123358273
- https://openalex.org/W2125569948
- https://openalex.org/W2125632841
- https://openalex.org/W2129630363
- https://openalex.org/W2133840378
- https://openalex.org/W2134505334
- https://openalex.org/W2142501901
- https://openalex.org/W2145269229
- https://openalex.org/W2146980306
- https://openalex.org/W2150730731
- https://openalex.org/W2152165298
- https://openalex.org/W2155215831
- https://openalex.org/W2157137975
- https://openalex.org/W2159482845
- https://openalex.org/W2160838897
- https://openalex.org/W2278896297
- https://openalex.org/W2296169943
- https://openalex.org/W2345329114
- https://openalex.org/W2433689439
- https://openalex.org/W2509037889
- https://openalex.org/W2547757080
- https://openalex.org/W2559466477
- https://openalex.org/W2763357161
- https://openalex.org/W2767860029
- https://openalex.org/W2767865599
- https://openalex.org/W2771127066
- https://openalex.org/W2774671306
- https://openalex.org/W2791459338
- https://openalex.org/W2795499467
- https://openalex.org/W2795546591
- https://openalex.org/W2811259842
- https://openalex.org/W2884120829
- https://openalex.org/W2896900848
- https://openalex.org/W2900779414
- https://openalex.org/W2908362631
- https://openalex.org/W2910172867
- https://openalex.org/W2937074474
- https://openalex.org/W2940494077
- https://openalex.org/W2940641848
- https://openalex.org/W2944634160
- https://openalex.org/W3016057580
- https://openalex.org/W3024530961
- https://openalex.org/W3036973314
- https://openalex.org/W3111074515
- https://openalex.org/W3143736157
- https://openalex.org/W3162356888
- https://openalex.org/W3173324977
- https://openalex.org/W3173625082
- https://openalex.org/W3176061274
- https://openalex.org/W4210805057
- https://openalex.org/W4294216483
- https://openalex.org/W4312128822
- https://openalex.org/W4385563629