Comparative study of the distribution and expression of Neuroglobin and Hypoxia-inducible factor-1α in the adult and young Yak Brain / Estudo comparativo da distribuição e expressão de neuroglobina e fator-1α indutível por hipóxia em adultos e jovens iaques (Yak Brain)

Background: The brain is an organ that serves as the center of the nervous system in all vertebrate and most invertebrate animals. Aim: The study examined the expression of Neuroglobin (Ngb) and Hypoxia-inducible factor-1α (Hif-1α) in adult and young yak brain tissues, and provided researchers with meaningful insight into the anatomy, physiology, and biochemistry of this mammal. Method: The study employed immunohistochemistry (IHC), quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and Western blot (WB) to obtain the results. Results: Ngb and Hif-1α were significantly (P<0.05) expressed in the cerebellar cortex, piriform lobe, medulla, and corpus callosum of the adult yak while in the young yak brain tissues, the protein expressions were significantly found in the white matter of the cerebellum, pineal gland, corpus callosum, and cerebellar cortex. The Ngb and Hif-1α expression showed similarities and differences. This may have resulted from similar animal species, source of nutrition, age factors, brain size, emotional activities, and communication. The findings documented that Ngb and Hif-1α are commonly expressed in various adult and young yak brain tissues. Multiple roles in the brain tissues of the adult and young yaks are involved in the expression and distribution and are proposed to play a significant role in the adaptation of the yak to the high altitude environment. Conclusion: This study provides meaningful data to understand the adaptive mechanism to hypoxia and recommended researchers to expand on the adaptive mechanism and brain tissues that are not recorded.

Contexto: O cérebro é um órgão que funciona como o centro do sistema nervoso em todos os animais vertebrados e na maioria dos invertebrados. Objetivo: O estudo examinou a expressão de neuroglobina (Ngb) e fator-1α indutível por hipóxia (Hif-1α) em tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens e forneceu aos pesquisadores uma visão significativa da anatomia, fisiologia e bioquímica desse mamífero. Método: O estudo utilizou imuno-histoquímica (IHC), PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) e western blot (WB) para a obtenção dos resultados. Resultados: Ngb e Hif-1α foram significativamente (P < 0,05) expressos no córtex cerebelar, lobo piriforme, medula e corpo caloso do iaque adulto, enquanto nos tecidos cerebrais do iaque jovem as expressões proteicas foram encontradas significativamente na substância branca do cerebelo, glândula pineal, corpo caloso e córtex cerebelar. A expressão de Ngb e Hif-1α apresentou semelhanças e diferenças. Isso pode ter resultado de espécies animais semelhantes, fonte de nutrição, fatores de idade, tamanho do cérebro, atividades emocionais e comunicação. Os resultados documentaram que o Ngb e o Hif-1α são comumente expressos em vários tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens. Múltiplos papéis nos tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens estão envolvidos na expressão e distribuição e são propostos para desempenhar um papel significativo na adaptação do iaque ao ambiente de alta altitude. Conclusão: Este estudo fornece dados significativos para compreender o mecanismo adaptativo à hipóxia e recomendou que os pesquisadores expandissem o mecanismo adaptativo e os tecidos cerebrais que não foram registrados.

Comparative study on the distribution and expression of Neuroglobin and Hypoxia-inducible factor-1α in the telencephalon of yak and cattle / Estudo comparativo da distribuição e expressão de fator-1α indutível por neuroglobina e hipóxia no telencéfalo de iaques e bovinos

The telencephalon refers to the most highly developed and anterior part of the forebrain, consisting mainly of the cerebral hemispheres. The study determined Neuroglobin (Ngb) and Hypoxia-inducible factor (HIF-1α) expression in the telencephalon of yak and cattle, and compare the expression and distribution pattern of Ngb and HIF-1α in the two animals. Immunohistochemistry (IHC), quantitative real-time Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR), and Western blot (WB) were employed to investigate Ngb and Hif-1α expression in the telencephalon of yak and cattle. mRNA and protein expressions of Ngb and HIF-1α showed positive in different tissues of the yak and cattle telencephalon. Ngb expression in tissues of the yak recorded higher as compare to cattle while HIF-1α expression was found higher in cattle than yak. The HIF-1α expression in some tissues of yak telencephalon was consistent with the cattle. The results documented that HIF-1α may have a direct or indirect synergistic effect on Ngb expression in the yak telencephalon to improve hypoxia adaptation. It is suggested that yak may need more Ngb expression for adaptation, but the expression of HIF-1α seems to be down-regulated during long-term adaptation, and the specific causes of this phenomenon needs to be further verified.

O telencéfalo refere-se à parte anterior e mais desenvolvida do prosencéfalo, consistindo principalmente dos hemisférios cerebrais. O estudo determinou a expressão de neuroglobina (Ngb) e fator indutível por hipóxia (HIF-1α) no telencéfalo de iaques e bovinos e comparou a expressão e o padrão de distribuição de Ngb e HIF-1α nos dois animais. Imuno-histoquímica (IHC), reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qRT-PCR) e Western blot (WB) foram empregados para investigar a expressão de Ngb e Hif-1α no telencéfalo de iaques e bovinos. As expressões de mRNA e proteínas de Ngb e HIF-1α mostraram-se positivas em diferentes tecidos do telencéfalo de iaque e bovino. A expressão de Ngb nos tecidos do iaque foi registrada mais alta em comparação com o gado, enquanto a expressão do HIF-1α foi encontrada mais alta no gado do que no iaque. A expressão de HIF-1α em alguns tecidos do telencéfalo de iaque foi consistente com o gado. Os resultados documentaram que o HIF-1α pode ter um efeito sinérgico direto ou indireto na expressão de Ngb no telencéfalo de iaque para melhorar a adaptação à hipóxia. É sugerido que o iaque pode precisar de mais expressão de Ngb para adaptação, mas a expressão de HIF-1α parece ser regulada para baixo durante a adaptação de longo prazo, e as causas específicas desse fenômeno precisam ser verificadas.

Comparative study on the distribution and expression of Neuroglobin and Hypoxia-inducible factor-1α in the telencephalon of yak and cattle / Estudo comparativo da distribuição e expressão de fator-1α indutível por neuroglobina e hipóxia no telencéfalo de iaques e bovinos

The telencephalon refers to the most highly developed and anterior part of the forebrain, consisting mainly of the cerebral hemispheres. The study determined Neuroglobin (Ngb) and Hypoxia-inducible factor (HIF-1α) expression in the telencephalon of yak and cattle, and compare the expression and distribution pattern of Ngb and HIF-1α in the two animals. Immunohistochemistry (IHC), quantitative real-time Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR), and Western blot (WB) were employed to investigate Ngb and Hif-1α expression in the telencephalon of yak and cattle. mRNA and protein expressions of Ngb and HIF-1α showed positive in different tissues of the yak and cattle telencephalon. Ngb expression in tissues of the yak recorded higher as compare to cattle while HIF-1α expression was found higher in cattle than yak. The HIF-1α expression in some tissues of yak telencephalon was consistent with the cattle. The results documented that HIF-1α may have a direct or indirect synergistic effect on Ngb expression in the yak telencephalon to improve hypoxia adaptation. It is suggested that yak may need more Ngb expression for adaptation, but the expression of HIF-1α seems to be down-regulated during long-term adaptation, and the specific causes of this phenomenon needs to be further verified.(AU)

O telencéfalo refere-se à parte anterior e mais desenvolvida do prosencéfalo, consistindo principalmente dos hemisférios cerebrais. O estudo determinou a expressão de neuroglobina (Ngb) e fator indutível por hipóxia (HIF-1α) no telencéfalo de iaques e bovinos e comparou a expressão e o padrão de distribuição de Ngb e HIF-1α nos dois animais. Imuno-histoquímica (IHC), reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qRT-PCR) e Western blot (WB) foram empregados para investigar a expressão de Ngb e Hif-1α no telencéfalo de iaques e bovinos. As expressões de mRNA e proteínas de Ngb e HIF-1α mostraram-se positivas em diferentes tecidos do telencéfalo de iaque e bovino. A expressão de Ngb nos tecidos do iaque foi registrada mais alta em comparação com o gado, enquanto a expressão do HIF-1α foi encontrada mais alta no gado do que no iaque. A expressão de HIF-1α em alguns tecidos do telencéfalo de iaque foi consistente com o gado. Os resultados documentaram que o HIF-1α pode ter um efeito sinérgico direto ou indireto na expressão de Ngb no telencéfalo de iaque para melhorar a adaptação à hipóxia. É sugerido que o iaque pode precisar de mais expressão de Ngb para adaptação, mas a expressão de HIF-1α parece ser regulada para baixo durante a adaptação de longo prazo, e as causas específicas desse fenômeno precisam ser verificadas.(AU)

Comparative study of the distribution and expression of Neuroglobin and Hypoxia-inducible factor-1α in the adult and young Yak Brain / Estudo comparativo da distribuição e expressão de neuroglobina e fator-1α indutível por hipóxia em adultos e jovens iaques (Yak Brain)

Background: The brain is an organ that serves as the center of the nervous system in all vertebrate and most invertebrate animals. Aim: The study examined the expression of Neuroglobin (Ngb) and Hypoxia-inducible factor-1α (Hif-1α) in adult and young yak brain tissues, and provided researchers with meaningful insight into the anatomy, physiology, and biochemistry of this mammal. Method: The study employed immunohistochemistry (IHC), quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and Western blot (WB) to obtain the results. Results: Ngb and Hif-1α were significantly (P<0.05) expressed in the cerebellar cortex, piriform lobe, medulla, and corpus callosum of the adult yak while in the young yak brain tissues, the protein expressions were significantly found in the white matter of the cerebellum, pineal gland, corpus callosum, and cerebellar cortex. The Ngb and Hif-1α expression showed similarities and differences. This may have resulted from similar animal species, source of nutrition, age factors, brain size, emotional activities, and communication. The findings documented that Ngb and Hif-1α are commonly expressed in various adult and young yak brain tissues. Multiple roles in the brain tissues of the adult and young yaks are involved in the expression and distribution and are proposed to play a significant role in the adaptation of the yak to the high altitude environment. Conclusion: This study provides meaningful data to understand the adaptive mechanism to hypoxia and recommended researchers to expand on the adaptive mechanism and brain tissues that are not recorded.(AU)

Contexto: O cérebro é um órgão que funciona como o centro do sistema nervoso em todos os animais vertebrados e na maioria dos invertebrados. Objetivo: O estudo examinou a expressão de neuroglobina (Ngb) e fator-1α indutível por hipóxia (Hif-1α) em tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens e forneceu aos pesquisadores uma visão significativa da anatomia, fisiologia e bioquímica desse mamífero. Método: O estudo utilizou imuno-histoquímica (IHC), PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) e western blot (WB) para a obtenção dos resultados. Resultados: Ngb e Hif-1α foram significativamente (P < 0,05) expressos no córtex cerebelar, lobo piriforme, medula e corpo caloso do iaque adulto, enquanto nos tecidos cerebrais do iaque jovem as expressões proteicas foram encontradas significativamente na substância branca do cerebelo, glândula pineal, corpo caloso e córtex cerebelar. A expressão de Ngb e Hif-1α apresentou semelhanças e diferenças. Isso pode ter resultado de espécies animais semelhantes, fonte de nutrição, fatores de idade, tamanho do cérebro, atividades emocionais e comunicação. Os resultados documentaram que o Ngb e o Hif-1α são comumente expressos em vários tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens. Múltiplos papéis nos tecidos cerebrais de iaques adultos e jovens estão envolvidos na expressão e distribuição e são propostos para desempenhar um papel significativo na adaptação do iaque ao ambiente de alta altitude. Conclusão: Este estudo fornece dados significativos para compreender o mecanismo adaptativo à hipóxia e recomendou que os pesquisadores expandissem o mecanismo adaptativo e os tecidos cerebrais que não foram registrados.(AU)

Cobalt-containing bioactive glass mimics vascular endothelial growth factor A and hypoxia inducible factor 1 function.

Bioactive glasses (BGs) have shown great potential for tissue regeneration and their composition flexibility allows the incorporation of different ions with physiological activities and therapeutic properties in the glass network. Among the many ions that could be incorporated, cobalt (Co) is a significant one, as it mimics hypoxia, triggering the formation of new blood vessels by the vascular endothelial growth factor A (VEGFA), due to the stabilizing effect on the hypoxia inducible factor 1 subunit alpha (HIF1A), an activator of angiogenesis-related genes, and is therefore of great interest for tissue engineering applications. However, despite its promising properties, the effects of glasses incorporated with Co on angiogenesis, through human umbilical cord vein endothelial cells (HUVECs) studies, need to be further investigated. Therefore, this work aimed to evaluate the biocompatibility and angiogenic potential of a new sol-gel BG, derived from the SiO2 -CaO-P2 O5 -CoO system. The structural evaluation showed the predominance of an amorphous glass structure, and the homogeneous presence of cobalt in the samples was confirmed. in vitro experiments showed that Co-containing glasses did not affect the viability of HUVECs, stimulated the formation of tubes and the gene expression of HIF1A and VEGFA. in vivo experiments showed that Co-containing glasses stimulated VEGFA and HIF1A expression in blood vessels and cell nuclei, respectively, in the deep dermis layer of the dorsal region of rats, featuring considerable local stimulation of the angiogenesis process due to Co-release. Co-containing glasses showed therapeutic effect, and Co incorporation is a promising strategy for obtaining materials with superior angiogenesis properties for tissue engineering applications.