دوره 14، شماره 11 - ( بهمن 1399 )                   جلد 14 شماره 11 صفحات 29-20 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hajimohammadjafar tehrania M, Ale-Ebrahim M, Falahati M, Zarabiyan S. In Vitro Evaluation of Cytotoxic Effects of Nickel Oxide Nanoparticles on Human Neuroblastoma Cell Line (SH-SY5Y). Qom Univ Med Sci J 2021; 14 (11) :20-29
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-2801-fa.html
حاجی محمد جعفر تهرانی مژده، آل ابراهیم مهسا، فلاحتی مجتبی، ضرابیان شهرام. ارزیابی اثرات سمیت سلولی نانوذرات اکسید نیکل بر رده سلولی نوروبلاستوم انسانی (SH-SY5Y) در شرایط In vitro. مجله دانشگاه علوم پزشکی قم. 1399; 14 (11) :20-29

URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-2801-fa.html

ارزیابی اثرات سمیت سلولی نانوذرات اکسید نیکل بر رده سلولی نوروبلاستوم انسانی (SH-SY5Y) در شرایط In vitro
مژده حاجی محمد جعفر تهرانی1 ، مهسا آل ابراهیم* 2، مجتبی فلاحتی3 ، شهرام ضرابیان1
1- گروه زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2- گروه نانوتکنولوژی پزشکی، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. ، mahsa.alebrahim@yahoo.com
3- گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
چکیده:   (2159 مشاهده)
زمینه و هدف: با وجود کاربردهای فراوان نانوذرات اکسید نیکل در صنعت و زیست پزشکی، تاکنون مطالعات محدودی در مورد سمیت این نانوذرات در سیستم عصبی انجام شده است. در بسیاری از مطالعات نوروبیولوژیکی از سلول‌های نوروبلاستوم انسانی (SH-SY5Y) که توانایی تبدیل شدن به نورون‌های بالغ انسانی را دارند، استفاده می‌شود. در این راستا، مطالعه حاضر با هدف بررسی اثرات سمیت سلولی نانوذرات اکسید نیکل بر رده سلولی نوروبلاستوم انسانی (SH-SY5Y) در شرایط In vitro انجام شد.
روش بررسی: اثر غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید نیکل (0، 1، 10، 20، 50 و 100 میکروگرم بر میلی‌لیتر) بر رده سلول‌‌های SH-SY5Y با استفاده از آزمون‌های زنده‌مانی سلول MTT و لاکتات دهیدروژناز (LDH: Lactate dehydrogenase) و نیز با ارزیابی فعالیت کاسپاز 3 تعیین گردید. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS 23 و آزمون t انجام شد.
یافته‌ها: براساس نتایج آزمون MTT، میزان زنده‌مانی سلول‌های SH-SY5Y پس از 24 ساعت تیمار با نانوذرات اکسید نیکل در مقایسه با گروه کنترل به صورت وابسته به غلظت کاهش یافت؛ در حالی که افزایش معناداری در میزان آنزیم لاکتات دهیدروژناز در مقایسه با گروه کنترل مشاهده نشد. بر مبنای نتایج، فعالیت آنزیم کاسپاز 3 به طور معناداری در یک الگوی وابسته به غلظت نانوذرات افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان دادند که نانوذرات اکسید نیکل باعث بروز آسیب غشایی در سلول‌های SH-SY5Y و ایجاد نکروز نمی‌گردند؛ بلکه این نانوذرات اثرات سمی خود را از طریق ایجاد آسیب در غشای میتوکندریایی، افزایش فعالیت کاسپاز 3 و فعال شدن مسیر آپوپتوز القا می نمایند.
واژه‌های کلیدی: آپوپتوز، سمیت سلولی، کاسپاز 3، لاکتات دهیدروژناز، نانوذرات اکسید نیکل، نانوذرات‌ها.
متن کامل [PDF 764 kb]   (761 دریافت)    
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي | موضوع مقاله: سلولی و مولکولی
دریافت: 1399/2/4 | پذیرش: 1399/11/26 | انتشار: 1399/11/10
فهرست منابع
1. 1. Sriram K, Lin GX, Jefferson AM, Roberts JR, Wirth O, Hayashi Y, et al. Mitochondrial dysfunction and loss of Parkinson's disease-linked proteins contribute to neurotoxicity of manganese-containing welding fumes. FASEB J 2010;24(12):4989-5002. DOI: 10.1096/fj.10-163964 [DOI:10.1096/fj.10-163964]
2. Vimala Rani JD, Kamatchi S, Dhathathreyan A. Nanoparticles of nickel oxide and nickel hydroxide using lyophilisomes of fibrinogen as template. J Colloid Interface Sci 2010;341(1):48-52. DOI: 10.1016/j.jcis.2009.09.006 [DOI:10.1016/j.jcis.2009.09.006]
3. Mu Y, Jia D, He Y, Miao Y, Wu HL. Nano nickel oxide modified non-enzymatic glucose sensors with enhanced sensitivity through an electrochemical process strategy at high potential. Biosens Bioelectron 2011;26(6):2948-52. DOI: 10.1016/j.bios.2010.11.042 [DOI:10.1016/j.bios.2010.11.042]
4. Minigalieva IA, Katsnelson BA, Privalova LI, Sutunkova MP, Gurvich VB, Shur VY, et al. Attenuation of combined nickel (II) oxide and manganese (II, III) oxide nanoparticles' adverse effects with a complex of bioprotectors. Int J Mol Sci 2015;16(9):22555-83. DOI: 10.3390/ijms160922555 [DOI:10.3390/ijms160922555]
5. Gong N, Shao K, Feng W, Lin Z, Liang C, Sun Y. Biotoxicity of nickel oxide nanoparticles and bio-remediation by microalgae Chlorella vulgaris. Chemosphere 2011;83(4):510-6. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.059 [DOI:10.1016/j.chemosphere.2010.12.059]
6. Baek YW, An YJ. Microbial toxicity of metal oxide nanoparticles (CuO, NiO, ZnO, and Sb2O3) to Escherichia coli, Bacillus subtilis, and Streptococcus aureus. Sci Total Environ 2011;409(8):1603-8. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2011.01.014 [DOI:10.1016/j.scitotenv.2011.01.014]
7. Horie M, Fukui H, Nishio K, Endoh S, Kato H, Fujita K, et al. Evaluation of acute oxidative stress induced by NiO nanoparticles in vivo and in vitro. J Occup Health 2011;53(2):64-74. DOI: 10.1539/joh.l10121 [DOI:10.1539/joh.L10121]
8. Ahamed M, Karns M, Goodson M, Rowe J, Hussain SM, Schlager JJ, et al. DNA damage response to different surface chemistry of silver nanoparticles in mammalian cells. Toxicol Appl Pharmacol 2008;233(3):404-10. DOI: 10.1016/j.taap.2008.09.015 [DOI:10.1016/j.taap.2008.09.015]
9. Zhan H, Suzuki T, Aizawa K, Miyagawa K, Nagai R. Ataxia telangiectasia mutated (ATM)-mediated DNA damage response in oxidative stress-induced vascular endothelial cell senescence. J Biol Chem 2010;285(38):29662-70. DOI: 10.1074/jbc.M110.125138 [DOI:10.1074/jbc.M110.125138]
10. Ahamed M, Akhtar MJ, Siddiqui MA, Ahmad J, Musarrat J, Al-Khedhairy AA, et al. Oxidative stress mediated apoptosis induced by nickel ferrite nanoparticles in cultured A549 cells. Toxicology 2011;283(2-3):101-8. DOI: 10.1016/j.tox.2011.02.010 [DOI:10.1016/j.tox.2011.02.010]
11. Ahamed M. Toxic response of nickel nanoparticles in human lung epithelial A549 cells. Toxicol In Vitro 2011;25(4):930-6. DOI: 10.1016/j.tiv.2011.02.015 [DOI:10.1016/j.tiv.2011.02.015]
12. Ahamed M, Akhtar MJ, Raja M, Ahmad I, Siddiqui MK, AlSalhi MS, et al. ZnO nanorod-induced apoptosis in human alveolar adenocarcinoma cells via p53, survivin and bax/bcl-2 pathways: role of oxidative stress. Nanomedicine 2011;7(6):904-13. DOI: 10.1016/j.nano.2011.04.011 [DOI:10.1016/j.nano.2011.04.011]
13. Capasso L, Camatini M, Gualtieri M. Nickel oxide nanoparticles induce inflammation and genotoxic effect in lung epithelial cells. Toxicol Lett 2014;226(1):28-34. DOI: 10.1016/j.toxlet.2014.01.040 [DOI:10.1016/j.toxlet.2014.01.040]
14. Saquib Q, Attia SM, Ansari SM, Al-Salim A, Faisal M, Alatar AA, et al. p53, MAPKAPK-2 and caspases regulate nickel oxide nanoparticles induce cell death and cytogenetic anomalies in rats. Int J Biol Macromol 2017;105(Pt 1):228-37. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2017.07.032 [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2017.07.032]
15. Shipley MM, Mangold CA, Szpara ML. Differentiation of the SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cell Line. J Vis Exp 2016;108:53193. DOI: 10.3791/53193 [DOI:10.3791/53193]
16. Kovalevich J, Langford D. Considerations for the use of SH-SY5Y neuroblastoma cells in neurobiology. Methods Mol Biol 2013;1078:9-21. DOI: 10.1007/978-1-62703-640-5_2 [DOI:10.1007/978-1-62703-640-5_2]
17. Abudayyak M, Guzel E, Özhan G. Nickel oxide nanoparticles are highly toxic to SH-SY5Y neuronal cells. Neurochem Int 2017;108:7-14. DOI: 10.1016/j.neuint.2017.01.017 [DOI:10.1016/j.neuint.2017.01.017]
18. van Meerloo J, Kaspers GJ, Cloos J. Cell sensitivity assays: the MTT assay. Methods Mol Biol 2011;731:237-45. DOI: 10.1007/978-1-61779-080-5_20 [DOI:10.1007/978-1-61779-080-5_20]
19. Kaja S, Payne AJ, Naumchuk Y, Koulen P. Quantification of lactate dehydrogenase for cell viability testing using cell lines and primary cultured astrocytes. Curr Protoc Toxicol 2017;72:2-26. DOI: 10.1002/cptx.21 [DOI:10.1002/cptx.21]
20. Butterick TA, Duffy CM, Lee RE, Billington CJ, Kotz CM, Nixon JP. Use of a caspase multiplexing assay to determine apoptosis in a hypothalamic cell model. J Vis Exp 2014;86:51305. DOI: 10.3791/51305 [DOI:10.3791/51305]
21. Alshatwi AA, Athinarayanan J, Periasamy VS, Alatiah KA. Date fruits-assisted synthesis and biocompatibility assessment of nickel oxide nanoparticles anchored onto graphene sheets for biomedical applications. Appl Biochem Biotechnol 2017;181(2):725-34. DOI: 10.1007/s12010-016-2244-z [DOI:10.1007/s12010-016-2244-z]
22. Din MI, Nabi AG, Rani A, Aihetasham A, Mukhtar M. Single step green synthesis of stable nickel and nickel oxide nanoparticles from Calotropis gigantea: catalytic and antimicrobial potentials. Environ Nanotechnol Monit Manag 2018;9:29-36. DOI: 10.1016/j.enmm.2017.11.005 [DOI:10.1016/j.enmm.2017.11.005]
23. Liu S, Zhu A, Chang X, Sun Y, Zhou H, Sun Y, et al. Role of nitrative stress in nano nickel oxide-induced lung injury in rats. Wei Sheng Yan Jiu 2016;45(4):563-7. Link
24. Chang X, Zhao H, Gao J, Chen L, Zhu A, Wang C, et al. Pulmonary toxicity of exposure to nano nickel oxide. Micro Nano Lett 2018;13(6):733-8. DOI: 10.1049/mnl.2017.0802 [DOI:10.1049/mnl.2017.0802]
25. Bahadar H, Maqbool F, Niaz K, Abdollahi M. Toxicity of nanoparticles and an overview of current experimental models. Iran Biomed J 2016;20(1):1-11. DOI: 10.7508/ibj.2016.01.001
26. Slee EA, Harte MT, Kluck RM, Wolf BB, Casiano CA, Newmeyer DD, et al. Ordering the cytochrome c-initiated caspase cascade: hierarchical activation of caspases-2, -3, -6, -7, -8, and -10 in a caspase-9-dependent manner. J Cell Biol 1999;144(2):281-92. DOI: 10.1083/jcb.144.2.281 [DOI:10.1083/jcb.144.2.281]
27. Helmke C, Raab M, Rödel F, Matthess Y, Oellerich T, Mandal R, et al. Ligand stimulation of CD95 induces activation of Plk3 followed by phosphorylation of caspase-8. Cell Res 2016;26(8):914-34. DOI: 10.1038/cr.2016.78 [DOI:10.1038/cr.2016.78]
28. Abudayyak M, Guzel E, Özhan G. Nickel oxide nanoparticles induce oxidative DNA damage and apoptosis in kidney cell line (NRK-52E). Biol Trace Elem Res 2017;178(1):98-104. DOI: 10.1007/s12011-016-0892-z [DOI:10.1007/s12011-016-0892-z]
29. Zou L, Su L, Sun Y, Han A, Chang X, Zhu A, et al. Nickel sulfate induced apoptosis via activating ROS-dependent mitochondria and endoplasmic reticulum stress pathways in rat Leydig cells. Environ Toxicol 2017;32(7):1918-26. DOI: 10.1002/tox.22414 [DOI:10.1002/tox.22414]
30. Ahmad J, Alhadlaq HA, Siddiqui MA, Saquib Q, Al-Khedhairy AA, Musarrat J, et al. Concentration-dependent induction of reactive oxygen species, cell cycle arrest and apoptosis in human liver cells after nickel nanoparticles exposure. Environ Toxicol 2015;30(2):137-48. DOI: 10.1002/tox.21879 [DOI:10.1002/tox.21879]
31. Latvala S, Hedberg J, Di Bucchianico S, Möller L, Odnevall Wallinder I, Elihn K, et al. Nickel Release, ROS Generation and Toxicity of Ni and NiO Micro- and Nanoparticles. PLoS One 2016;11(7):e0159684. DOI: 10.1371/journal.pone.0159684 [DOI:10.1371/journal.pone.0159684]
32. Siddiqui MA, Ahamed M, Ahmad J, Majeed Khan MA, Musarrat J, Al-Khedhairy AA, et al. Nickel oxide nanoparticles induce cytotoxicity, oxidative stress and apoptosis in cultured human cells that is abrogated by the dietary antioxidant curcumin. Food Chem Toxicol 2012;50(3-4):641-7. DOI: 10.1016/j.fct.2012.01.017 [DOI:10.1016/j.fct.2012.01.017]
33. Capasso L, Camatini M, Gualtieri M. Nickel oxide nanoparticles induce inflammation and genotoxic effect in lung epithelial cells. Toxicol Lett 2014;226(1):28-34. DOI: 10.1016/j.toxlet.2014.01.040 [DOI:10.1016/j.toxlet.2014.01.040]
34. Duan WX, He MD, Mao L, Qian FH, Li YM, Pi HF, et al. NiO nanoparticles induce apoptosis through repressing SIRT1 in human bronchial epithelial cells. Toxicol Appl Pharmacol 2015;286(2):80-91. DOI: 10.1016/j.taap.2015.03.024 [DOI:10.1016/j.taap.2015.03.024]
35. Flamme M, Cressey PB, Lu C, Bruno PM, Eskandari A, Hemann MT, et al. Induction of necroptosis in cancer stem cells using a nickel(II)-dithiocarbamate phenanthroline complex. Chemistry 2017;23(40):9674-82. DOI: 10.1002/chem.201701837 [DOI:10.1002/chem.201701837]
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله دانشگاه علوم پزشکی قم می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق
© 2025 CC BY-NC 4.0 | Qom University of Medical Sciences Journal

Designed & Developed by : Yektaweb