メラトニンは、オートファジーを誘導することにより脳虚血/再灌流障害を減衰させる

はじめに：この研究の目的は、脳虚血損傷（CI/R）の3日または7日間のメラトニン投与（CI/R）がオートファジーにどのように影響するかを調査することでした。さらに、このメラトニン治療が神経障害スコアとロタロッドおよび接着除去試験期間にどのように影響するかを判断することも目的としていました。 方法：局所CI（90分）は、中大脳動脈閉塞モデルを使用して合計105個のラットで達成されました。再灌流の開始後、グループは3日間または7日間メラトニン（10 mg/kg/日）で治療されました。すべてのグループで、神経障害のスコアリング、ロタロッド、および接着除去テストが再灌流中に実行されました。梗塞領域は、再灌流の3日目と7日目の終わりに染色されたTTC（2,3,5-トリフェニルテトラゾリウム塩化物）によって決定されました。Beclin-1、LC3、P62およびCasPase-3タンパク質レベルは、脳組織のウエスタンブロットおよび免疫蛍光法を使用して評価されました。さらに、半膜領域は透過型電子顕微鏡（TEM）によって評価されました。 結果：CI後、メラトニン治療により、5日目からロータロッドおよび接着除去試験期間が改善され、CI後の梗塞領域が減少することが観察されました。また、オートファジータンパク質Beclin-1、Lc3およびP62を誘導し、アポトーシスタンパク質が切断したカスパーゼ-3を抑制しました。TEMの発見によると、メラトニン治療はCI後のニューロンの損傷を部分的に減少させました。 結論：CI後のメラトニン治療は、梗塞領域を減少させ、アポトーシスカスパーゼ-3タンパク質を阻害することにより、オートファジータンパク質Beclin-1、Lc3およびP62を誘導しました。神経学的検査スコアにおけるメラトニン治療の機能的反射は、5日目以降に重要になりました。

INTRODUCTION: The aim of this study was to investigate how melatonin administration for 3 days or 7 days following cerebral ischemia injury (CI/R) would affect autophagy, and therefore, survival in neurons of the penumbra region. Moreover, it was also aimed to determine how this melatonin treatment would affect the neurological deficit score and rotarod and adhesive removal test durations. METHODS: Focal CI (90 min) was achieved in a total of 105 rats utilizing a middle cerebral artery occlusion model. After the start of reperfusion, the groups were treated with melatonin (10 mg/kg/day) for 3-days or 7-days. On all groups, neurological deficit scoring, rotarod and adhesive removal test were executed during reperfusion. Infarct areas were determined by TTC (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) staining at the end of the 3rd and 7th days of reperfusion. Beclin-1, LC3, p62 and caspase-3 protein levels were assessed using Western blot and immunofluorescence methods in the brain tissues. Moreover, penumbra areas were evaluated by transmission electron microscopy (TEM). RESULTS: Following CI, it was observed that melatonin treatment improved the rotarod and adhesive removal test durations from day 5 and reduced the infarct area after CI. It also induced autophagic proteins Beclin-1, LC3 and p62 and suppressed the apoptotic protein cleaved caspase-3. According to TEM findings, melatonin treatment partially reduced the damage in neurons after CI. CONCLUSION: Melatonin treatment following CI reduced the infarct area and induced the autophagic proteins Beclin-1, LC3 and p62 via inhibiting the apoptotic caspase-3 protein. The functional reflection of melatonin treatment on neurological tests scores was became significant from the 5th day onward.