Effect of Thymoquinone on skeletal muscle regeneration via assessment of Pax-7 and Myo-D expression in the DMBA-treated hamster pouch / Efeito da Timoquinona na regeneração muscular esquelética através da avaliação da expressão das proteínas Pax-7 e Myo-D em bolsa jugal de hamsters tratados com DMBA

ABSTRACT

Objective: Pax-7 and Myo-D regulate satellite cells' activation and differentiation, thus muscle regeneration following damage. This research aimed to investigate the effect of Thymoquinone (TQ) on skeletal muscle regeneration following 7,12-dimethylbenz-(a)-anthracene (DMBA)-induced injury in the hamster buccal pouch via immunohistochemical assessment of Pax-7 and Myo-D expression. Material and Methods: 65 male golden Syrian hamsters were divided into 3 groups Group 1 (n=5) received no treatment. Group 2 (n=20) served as a positive control. The left buccal pouches were painted with the carcinogen 3/week/ 6weeks. Group 3 (n=40) were subdivided into two equal sub-groups as follows Group 3a (n=20) were given one i.p. TQ injection. Group 3b (n=20) were given two i.p. TQ injections. Five animals from each group (2 and 3) were euthanized at 24, 48 hrs, one, and two weeks after the last injection. A blood sample (2 ml) was withdrawn for assessment of TNF-α levels in serum. Serial sections of the pouches were examined histologically (H&E), and immunohistochemically (IHC) for the detection of Pax-7 and Myo-D proteins. Results: double i.p injections of TQ resulted in a significant elevation in the level of TNF-α from the second-day post-injection with a progressive formation of the muscle fibers (MFs) and mononuclear cells (MNCs) around the deeper blood vessels. At 14 days, no statistically significant difference was found between this group and group '2', while the difference remained significant compared to groups '1' and '3a'. The muscle fibers were more mature and compact. IHC results showed positive expression of the perivascular mononuclear cells (MNCs) to both Pax-7 and Myo-D with positive reactivity of the peripheral nuclei of muscle fibers to Pax-7 compared to the negative reaction in the positive control group. Conclusion: early and two TQ injections had a promising effect on the induction of striated muscle regeneration, mainly by non-myogenic stem cells (AU)

RESUMO

Objetivo: Pax-7 e Myo-D regulam a ativação e diferenciação de células satélites durante a regeneração muscular pós-trauma. Assim, objetivamos investigar o efeito da timoquinona (TQ) na regeneração muscular esquelética após injúria causada por 7,12 dimetilbenzantraceno (DMBA) em bolsa jugal de hamsters, através da análise imuno-histoquímica de Pax-7 e Myo-D. Material e Métodos: 65 hamsters-sírios machos foram divididos em 3 grupos Grupo 1 (n=5) controle negativo, sem tratamento. Grupo 2 (n=20) controle positivo. A bolsa jugal do lado esquerdo recebeu aplicação do DMBA por 3 e 6 semanas. Grupo 3 (n=40) receberam aplicação de DMBA e foram então subdivididos em Grupo 3a (n=20) que recebeu 1 injeção intraperitoneal (ip) de TQ e Grupo 3b (n=20) que recebeu duas injeções ip de TQ. Cinco animais dos grupos 2 e 3 foram eutanasiados em 24 horas, 48 horas, 7 dias e 14 dias após a administração de DMBA e da última injeção de TQ. Amostras de sangue (2 ml) foram coletadas para avaliação dos níveis séricos de TNF-α. Cortes seriados da bolsa jugal dos animais foram analisados histologicamente (H&E), e através de imunohistoquimica (IHC) para avaliação das proteínas Pax-7 e Myo-D. Resultados: duas injeções ip de TQ aumentaram os níveis séricos TNF-α à partir do segundo dia pós-administração com formação progressiva de fibras musculares (MFs) e células mononucleares (MNCs) ao redor dos vasos sanguíneos. No dia 14, não houve diferença estatística entre o grupo 3b e o grupo 2, enquanto a diferença permaneceu entre o grupo 1 e 3a. As MFs apresentavam-se mais maduras e compactas. A IHC mostrou expressão de Pax-7 e Myo-D nas MNCs ao redor dos vasos, e houve expressão nuclear de Pax-7 nas MFs no grupo 2. Conclusão: ambos regimes de administração do TQ, 1 ou 2 aplicações ip, apresentaram efeito promissor na indução da regeneração muscular esquelética, principalmente nas células não-miogênicas.(AU)