Effects of acrylonitrile on muscarinic receptors and their signalings

ผลของอะคริโลไนไตรล์ต่อระดับของตัวรับมัสคารินิกและการส่งสัญาณผ่านตัวรับมัสคารินิก

Name: Wantika Chantara

MeSH: Acrylonitrile

MeSH: Receptors, Muscarinic

Abstract: Acrylonitrile (ACN) is a potent neurotoxicant and a probable carcinogen. ACN may cause cholinotoxicity via muscarinic acetylcholine receptor (mAChR) stimulation. As mAChRs are capable of modulating extracellular signal-regulated kinase (ERK) activity in the brain, the disturbances of these receptors possibly lead to modulation of mAChRsmediated ERK1/2 activation. Thus, the effects of ACN on expression of mAChRs and activation of ERK both in vivo and in vitro were investigated. The first part of this study determined the in vivo effect of acute and repeated exposure to ACN on expression of mAChRs and ERK activation in male Wistar rat brains using immunoblotting technique. Subcutaneous injection of ACN (25 mg/kg BW) for 15 min or 3h did not alter the expression of M1 and M3 mAChRs, and the activation of ERK1/2 in rat brains. No significant effect of atropine and ACN cotreatment was detected. Likewise, the subcutaneous injection ACN 1 mg/kg or 25 mg/kg 5 days/week for 3 weeks did not show any significant effect of ACN on mAChRs expression and the phosphorylation of ERK. In part II, effects of ACN on the alteration of ERK activity and the expression of M3 mAChRs in SK-N-SH neuroblastoma cells were examined. This present study demonstrates a new mechanism involving ERK signaling molecules that may contribute to preferential tumorigenesis of brain tumors induced by ACN. Results of this study provide evidence for the first time that ACN causes activation of ERK1/2 through a PKC-dependent mechanism in neuroblastoma SK-N-SH cells. Treatment of these cells with ACN (400 μg/ml) greatly increased phosphorylation of ERK1/2 in dose- and time-dependent manners. This effect was inhibited by PD 98059 and U 0126, specific inhibitors of MEK, indicating that MEK, an upstream activator of ERK1/2, is directly involved in ACN-induced ERK1/2 activation. Furthermore, the activation of ERK1/2 by ACN was attenuated by inhibition of PKC with GF 109203X, rottlerin, and prolonged incubation with PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate). The muscarinic receptor stimulation is not apparently involved in ACN-induced ERK1/2 activation, and oxidative stress does not play a role in the activation mechanism. Interestingly, long term exposure to ACN decreased total number of M3 mAChRs in dose and time-dependent manners. Taken together, the results indicate that ACN causes ERK1/2 activation through a mechanism involving PKC in SK-N-SH cells. This study provides important information for understanding the effect of ACN, which may lead to further study on the effect of ACN on mAChRs and their signal transduction pathway

Abstract: อะคริโลไนไตรล์เป็นสารที่มีพิษต่อระบบประสาทและเป็นสารก่อมะเร็งในสัตว์ทดลอง ผลจากการ ศึกษาวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าอะคริโลไนไตรล์อาจทำให้มีการหลั่งของสารสื่อประสาทอะเซทิลโคลีนไปกระตุ้ นตัว รับมัสคารินิกจนทำให้มีการกระตุ้นระบบประสาทโคลิเนอร์จิกมากเกินพอ เนื่องจากตัวรับมัสคารินิกทำหน้าที่ สำคัญในการควบคุมระบบการส่งสัญญาณ การรบกวนการส่งสัญญาณของตัวรับมัสคารินิกอาจมีผลต่อระบบการ ส่งสัญญาณ ERK ผ่านตัวรับมัสคารินิก วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้เพื่อศึกษาผลของอะคริโลไนไตรล์ต่อระดับ ของตัวรับมัสคารินิกและการส่งสัญญาณผ่านตัวรับมัสคารินิกโดยทำการศึกษาทั้งในสัตว์ทดลองโดยใช้หนูขาว และในหลอดทดลอง การศึกษาวิจัยในสัตว์ทดลองทั้งแบบให้สารเคมีเพียงครั้งเดียวและการให้แบบซ้ำๆ 5 วันต่อสัปดาห์ เป็น ระยะเวลานาน 3 สัปดาห์ พบว่าหนูขาวที่ได้รับอะคริโลไนไตรล์เพียงครั้งโดยการฉีดเข้าชั้นใต้ผิวหนังในปริมาณ 25 มิลลิกรัมต่อน้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัมเป็นเวลา 15 นาทีและ 3 ชั่วโมง หรือได้รับอะคริโลไนไตรล์ร่วมกับอะโต รปีนเข้าชั้นกล้ามเนื้อ ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของระดับตัวรับมัสคารินิก ส่วนการเปลี่ยนแปลงของระบบการส่ง สัญญาณนั้นผลการศึกษาวิจัยไม่สามารถสรุปได้ ในทำนองเดียวกันไม่พบการเปลี่ยนแปลงของระดับตัวรับมัสคา รินิก และระบบการส่งสัญญาณในหนูขาวที่ได้รับอะคริโลไนไตรล์ในปริมาณ 1 มิลลิกรัม และ 25 มิลลิกรัมต่อ น้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัมเป็นเวลา 3 สัปดาห์ ในส่วนที่สองเป็นการศึกษาวิจัยในเซลล์ที่มีต้นกำเนิดมาจากมะเร็งสมอง ผลการวิจัยนี้พบว่าอะคริโลไน ไตรล์มีผลกระตุ้นตัวส่งสัญญาณ ERK ซึ่งอาจมีผลเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็งโดยเฉพาะมะเร็งสมองหลังจาก ได้รับสารอะคริโลไนไตรล์เป็นเวลานาน อะคริโลไนไตรล์ สามารถกระตุ้นการส่งสัญญาณได้ โดยความแรงของ การกระตุ้นขึ้นกับความเข้มข้นและระยะเวลาที่สัมผัสกับสาร นอกจากนี้ยังพบว่าตัวยับยั้งของ ERK kinase (MEK) และ ตัวยับยั้งของโปรตีนไคเนสซี สามารถยับยั้งผลของอะคริโลไนไตรล์ได้ การให้อะคริโลไนไตรล์ ต่อเนื่องเป็นเวลานานในเซลล์ชนิดนี้ยังพบว่าทำให้มีการลดลงของจำนวนตัวรับมัสคารินิก ดังนั้นการที่อะคริโล ไนไตรล์สามารถก่อให้เกิดมะเร็งได้นั้นอาจเนื่องมาจาก อะคริโลไนไตรล์สามารถกระตุ้นระบบการส่งสัญญาณ ผ่านโปรตีนไคเนสซี ผลการศึกษาวิจัยชิ้นนี้เป็นข้อมูลพื้นฐานที่สำคัญและรายงานเป็นครั้งแรก ซึ่งจะช่วยผลักดัน ให้มีการศึกษาเกี่ยวกับผลของอะคริโลไนไตรล์ต่อระดับของตัวรับมัสคารินิกและระบบการส่งสัญญาณเพื่อให้มี ความเข้าใจในกลไกการออกฤทธิ์ของสารนี้เพิ่มขึ้น

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Jutamaad Satayavivad

Role: Thesis Advisors

Created: 2006

Modified: 2553-06-17

Issued: 2010-06-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740476589

CallNumber: TH W251ef 2006

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Toxicology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4438089.pdf	5.76 MB	26	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.43916 วินาที