کاروتنوئیدهای طبیعی C20 از سلول‌های dPC12 در برابر ورود مجدد به چرخه سلولی ناشی از Aβ، فسفریلاسیون تاو و فعال‌سازی Nrf2 از طریق مسیر Akt/GSK-3β محافظت می‌کنند

ارزش قوم‌داروشناختی: کروستین و کروسین کاروتنوئیدهای زیستی فعال C20 جدا شده از کلاله زعفران هستند که به دلیل اثرات بیولوژیکی و دارویی متعدد شناخته شده‌اند. هدف مطالعه: محصولات طبیعی در جلوگیری از پیشرفت اختلالات تخریب‌کننده عصبی مانند بیماری آلزایمر (AD) امیدوارکننده بوده‌اند. ما اخیراً اثر کروستین/کروسین را در مهار آپوپتوز در یک مدل AD القا شده توسط الیگومرهای آمیلوئید بتا (AβO) با استفاده از سلول‌های PC12 تمایز یافته عصبی (dPC12) نشان دادیم. این مطالعه اثرات عصبی‌محافظتی آن‌ها را بر مسیر Akt/GSK-3β در این سلول‌ها، با تمرکز بر فعالیت NRF2، بیان NQO1 و فسفریلاسیون تاو بررسی می‌کند.

مواد و روش‌ها: سلول‌های dPC12 در معرض AβO قرار گرفتند تا شرایط AD شبیه‌سازی شود. سلول‌ها قبل و بعد از آن با کروستین/کروسین تیمار شدند تا حالت‌های پیشگیرانه و درمانی ایجاد شود. بیان نشانگرهای کلیدی مسیر با استفاده از وسترن بلات و ایمونوسیتوشیمی ارزیابی شد. از فلوسیتومتری برای ارزیابی توقف چرخه سلولی و آپوپتوز استفاده شد.

نتایج: کروستین/کروسین به طور قابل توجهی سمیت ناشی از AβO را در سلول‌های dPC12 در هر دو حالت ذکر شده کاهش داد. این کاروتنوئیدها به طور قابل توجهی فعالیت کیناز GSK3β را سرکوب کرده و فسفریلاسیون تاو (p-Thr231) را کاهش دادند. علاوه بر این، آن‌ها فسفریلاسیون AKT را افزایش دادند، انتقال NRF2 به هسته را تقویت کردند و بیان NQO1 را القا کردند. این اثرات به صورت وابسته به زمان مشاهده شد. تجزیه و تحلیل فلوسیتومتری نشان داد که هر دو توقف چرخه سلولی و آپوپتوز در پاسخ به تیمار AβO دخیل هستند که کروستین و کروسین آن را مهار کردند.

نتیجه‌گیری کلی: کروستین/کروسین به طور مؤثر آسیب ناشی از AβO را در سلول‌های dPC12 کاهش داد. این کاروتنوئیدها اثرات عصبی‌محافظتی در برابر سمیت AβO در حالت‌های پیشگیرانه و درمانی نشان دادند. با این حال، کروستین در غلظت‌های پایین‌تر از کروسین مؤثرتر و بهبوددهنده‌تر بود.

Ethnopharmacological relevance Crocin and Crocetin are bioactive C20 carotenoids isolated from saffron stigma and has been known for their multiple biological and pharmacological effects. Aim of the study Natural products have shown promise in preventing the progression of neurodegenerative disorders like Alzheimer’s disease (AD). We recently demonstrated the effect of Crocin/Crocetin on apoptosis inhibition in an amyloid beta oligomer (AβO)-induced AD model using neuronally differentiated PC12 (dPC12) cells. This study investigates their neuroprotective effects on the Akt/GSK-3β pathway in these cells, focusing on NRF2 activity, NQO1 expression, and Tau phosphorylation.

Materials and methods dPC12 cells were exposed to AβO to mimic the AD condition. The cells were treated with Crocin/Crocetin before and after to produce preventive and therapeutic modalities. The expression of key pathway markers was evaluated using Western blot and immunocytochemistry. Flow cytometry was employed to assess cell cycle arrest and apoptosis.

Results Crocin/Crocetin significantly attenuated AβO-induced toxicity in dPC12 cells in both modalities mentioned. The named carotenoids significantly suppressed GSK3β kinase activity and reduced Tau phosphorylation (p-Thr231). Furthermore, they increased AKT phosphorylation, promoted NRF2 translocation into the nucleus, and induced NQO1 expression. These effects were observed in a time-dependent manner. Flow cytometry analyses revealed the involvement of both cell cycle arrest and apoptosis in response to AβO treatment, Crocin and Crocetin inhibited.

Conclusions Collectively Crocin/Crocetin effectively mitigated AβO-induced injury in dPC12 cells. These carotenoids exhibited neuroprotective effects against AβO toxicity in preventive and therapeutic modalities. However, Crocetin was more effective and improved at lower concentrations than Crocin.