نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی، انستیتو پاستور، تهران، ایران

2 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران،

چکیده

پیشینه مطالعه و هدف: هورمون گنادوتروپین جفتی انسان (hCG) گلیکوپروتئینی است که در حین بارداری توسط سلول‌های تروفوبلاست و سنسیشیوتروفوبلاست جفت تولید ‌می‌شوند. هورمون تولید شده بر روی جسم زرد اثر گذاشته و از تحلیل رفتن آن جلوگیری ‌می‌کند. نانو ذرات الماس با سیستم‌های بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و آنتی بادی‌ها برهمکنش دارند. به عبارتی نانو الماس توانایی جذب توسط بیومولکول‌ها را دارد و می‌تواند به عنوان حامل برای انتقال مواد فعال بیولوژیکی استفاده شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی تأثیر نانو ذرات الماس بر ساختار هورمون hCG و سطح آن در موش‌های صحرایی ماده بالغ نژاد ویستار بود.

روش مطالعه: با استفاده از تکنیک‌های طیف‌سنجی تأثیر نانوذرات الماس بر ساختار هورمون hCG بررسی شد. موش‌ها به طور تصادفی به 5 گروه تقسیم و سالین، 25، 75 و 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذرات الماس دو بار در هفته دریافت نمودند. سطح هورمون hCG در پایان مطالعه اندازه‌گیری گردید. داده‌ها با استفاده از آنالیز واریانس یک‌طرفه و آزمون تعقیبی Tukey تجزیه و تحلیل شدند

نتایج: نانوذرات الماس می‌توانند با hCG کمپلکس ایجاد کنند. نتایج پتانسیل زتا و DLS نشان داد که نانوذرات موجب کاهش بار سطحی و اندازه hCG می‌گردند. تزریق نانوذرات در غلظت‌ 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم باعث کاهش معنا‌دار سطح هورمون hCG در مقایسه با نمونه‌های کنترل شد (05/0>p).

نتیجه‌گیری: نانوذرات الماس می‌توانند موجب تغییر ساختار سوم پروتئین شوند. همچنین بر فعالیت هورمون hCG اثر سمی دارد. انجام مطالعات بیشتر در بررسی آثار سمی نانوذرات الماس در دوزهای مختلف و زمان‌های مختلف در معرض قرارگیری ضروری به‌نظر می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of diamond nanoparticles on the structure of human chorionic gonadotropin and its serum level in Female Wistar Rats

نویسندگان [English]

  • Zeynab Akbarkashani 1
  • Azadeh Hekmat 2
  • Seyed Mohammad Atyabi 1

1 Department of Pilot Biotechnology, Pasteur Institute, Tehran, Iran

2 Department of Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction and Aim: Human chorionic gonadotropin (hCG) is a glycoprotein produced during pregnancy by trophoblast and placental syncytiotrophoblast cells. The produced hCG hormone affects the corpus luteum and prevents it from being destroyed. Studies show that diamond nanoparticles (NDs) interact with biological systems such as proteins, enzymes, and antibodies. In other words, NDs are capable of being absorbed by biomolecules and can also be used as a carrier for the transport of biologically active substances. This study aimed to investigate the effect of NDs on hCG structure and on hCG level in Wistar rats.
Methods: The effect of 10 nm NDs on the structure of hCG was investigated using spectroscopic techniques. Rats were randomly divided into five groups: Control, sham, and experimental groups (received NDs solution at doses of 25, 75, and 100 mg/ml). Injections were carried out twice a week. Then, serum biochemical parameters were calculated. Data were analyzed utilizing one-way ANOVA followed by Tukey's multiple comparisons test.
Results: The results showed that NDs could form a complex with hCG. The zeta potential and DLS results showed that NDs cause a decrease in the surface charge and size of hCG. Administration of NDs in concentrations of 100 mg/ml significantly decreased hCG levels compared with that of control samples (P<0.05),
Conclusion: Based on the investigation NDs could change the tertiary structure of hCG. NDs had toxic effects on hCG function. More studies to explore the toxic effects of NDs in various doses and times of exposure seem to be necessary.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Human Chorionic Gonadotropin (hCG)
  • Diamond nanoparticles
  • Spectroscopy
  • Zeta potential
  • Rats
Al-Hakeim, H.K., Al-Zabeba, R.S., Grulke, E. and Al-Mulla, E.A.J.J.N.B.e.C. 2015. Interaction of calcium phosphate nanoparticles with human chorionic gonadotropin modifies secondary and tertiary protein structure. 14(2): 141-157.
Bortolotti, A., Wong, Y.H., Korsholm, S.S., Bahring, N.H.B., Bobone, S., Tayyab, S., Van De Weert, M. and Stella, L.J.R.A. 2016. On the purported “backbone fluorescence” in protein three-dimensional fluorescence spectra. 6(114): 112870-112876.
Cole, L.A. 2012. Hcg, the wonder of today's science. Reprod Biol Endocrinol, 10: 24.
Cole, L.A. 2012. Hcg, the wonder of today's science. Reproductive Biology and Endocrinology, 10(1): 24.
Cole, L.A.J.R.b. and Endocrinology. 2009. New discoveries on the biology and detection of human chorionic gonadotropin. 7(1): 8.
Garcia-Campayo, V., Boime, I.J.T.i.E. and Metabolism. 2001. Novel recombinant gonadotropins. 12(2): 72-77.
Hao, M. and Liu, R.J.R.A. 2016. Influence of mercaptopropionic-acid-capped cdte quantum dots on the human chorionic gonadotropin structure and activity alterations. 6(84): 80383-80389.
Hekmat, A., Gheisari, A. and Divsalar, A. 2021. Structural properties of human chorionic gonadotropin (hcg) affected by ultrasonic irradiation: An in vitro study. Physical Chemistry Research, 9(3): 467-482.
Hekmat, A., Salavati, F. and Hesami Tackallou, S. 2020. The effects of paclitaxel in the combination of diamond nanoparticles on the structure of human serum albumin (hsa) and their antiproliferative role on mda-mb-231cells. Protein J: 268-283.
Mozafari Z., Hayati Roodbari N., Parivar K. and SH., I. 2016. Investigation on the effect of zinc oxide nanoparticle on lh, fsh and testosterone hormones in adult male nmri mice. Journal of Animal Biology, 8(2): -..
Pashah, Z., Hekmat, A., Hesami Tackallou, S.J.N., Nucleotides and Acids, N. 2019. Structural effects of diamond nanoparticles and paclitaxel combination on calf thymus DNA. 38(4): 249-278.
Pishkar, L., Taheri, S., Makarem, S., Alizadeh Zeinabad, H., Rahimi, A., Saboury, A.A. and Falahati, M. 2017. Studies on the interaction between nanodiamond and human hemoglobin by surface tension measurement and spectroscopy methods. J Biomol Struct Dyn, 35(3): 603-615.
Radhi, S.W.J.N.B.E. 2017. Interaction of colloidal gold nanoparticles with protein. 9(4): 298-305.
Ramezani, M., Rezaei, S., Nasri, S. and Hooshyar, L. 2016. Investigation the effects of silver nano particles on ovary tissue and hpg axis in rats. New Cellularand Molecular Biotechnology Journal, 6(24): 37-42.
Ryan, R., Keutmann, H., Charlesworth, M., McCormick, D., Milius, R., Calvo, F. and Vutyavanich, T. 1987. Structure–function relationships of gonadotropins. In: Proceedings of the 1986 Laurentian Hormone Conference. Elsevier: pp: 383-429.
Tsai, L.W., Lin, Y.C., Perevedentseva, E., Lugovtsov, A., Priezzhev, A. and Cheng, C.L. 2016. Nanodiamonds for medical applications: Interaction with blood in vitro and in vivo. Int J Mol Sci, 17(7), 1111.