Protective Effects and Mechanisms of Huangqi Decoction Against Radiation-Induced Bystander Effects / Efectos Protectores y Mecanismos de la Decocción de Huangqi Contra los Efectos Secundarios Inducidos por la Radiación

ABSTRACT

SUMMARY: The 12C6+ heavy ion beam irradiation can cause bystander effects. The inflammatory cytokines, endocrine hormones and apoptotic proteins may be involved in 12C6+ irradiation-induced bystander effects. This study characterized the protective effects and mechanisms of Huangqi decoction (HQD) against 12C6+ radiation induced bystander effects. Wistar rats were randomly divided into control, 12C6+ heavy ion irradiation model, and high-dose/medium-dose/low-dose HQD groups. HE staining assessed the pathological changes of brain and kidney. Peripheral blood chemical indicators as well as inflammatory factors and endocrine hormones were detected. Apoptosis was measured with TUNEL. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA) expression was determined with real-time PCR and Western blot.Irradiation induced pathological damage to the brain and kidney tissues. After irradiation, the numbers of white blood cells (WBC) and monocyte, and the expression of interleukin (IL)-2, corticotropin-releasing hormone (CRH) and PCNA decreased. The damage was accompanied by increased expression of IL-1β, IL-6, corticosterone (CORT) and adrenocorticotropic hormone (ACTH) as well as increased neuronal apoptosis. These effects were indicative of radiation-induced bystander effects. Administration of HQD attenuated the pathological damage to brain and kidney tissues, and increased the numbers of WBC, neutrophils, lymphocyte and monocytes, as well as the expression of IL-2, CRH and PCNA. It also decreased the expression of IL-1β, IL-6, CORT and ACTH as well as neuronal apoptosis. HQD exhibits protective effects against 12C6+ radiation-induced bystander effects. The underlying mechanism may involve the promotion of the production of peripheral blood cells, inhibition of inflammatory factors and apoptosis, and regulation of endocrine hormones.

RESUMEN

La irradiación con haz de iones pesados 12C6+ puede provocar efectos secundarios. Las citoquinas inflamatorias, las hormonas endocrinas y las proteínas apoptóticas pueden estar involucradas en los efectos secundarios inducidos por la irradiación 12C6+. Este estudio caracterizó los efectos y mecanismos protectores de la decocción de Huangqi (HQD) contra los efectos externos inducidos por la radiación 12C6+. Las ratas Wistar se dividieron aleatoriamente en grupos control, modelo de irradiación de iones pesados 12C6+ y grupos de dosis alta/media/baja de HQD. La tinción con HE evaluó los cambios patológicos del cerebro y el riñón. Se detectaron indicadores químicos de sangre periférica, así como factores inflamatorios y hormonas endocrinas. La apoptosis se midió con TUNEL. La expresión del antígeno nuclear de células en proliferación (PCNA) se determinó mediante PCR en tiempo real y transferencia Western blot. La irradiación indujo daños patológicos en los tejidos cerebrales y renales. Después de la irradiación, disminuyó el número de glóbulos blancos (WBC) y monocitos, y la expresión de interleucina (IL)-2, hormona liberadora de corticotropina (CRH) y PCNA. El daño estuvo acompañado por una mayor expresión de IL-1β, IL-6, corticosterona (CORT) y hormona adrenocorticotrópica (ACTH), así como un aumento de la apoptosis neuronal. Estas alteraciones fueron indicativas de efectos inducidos por la radiación. La administración de HQD atenuó el daño patológico a los tejidos cerebrales y renales, y aumentó el número de leucocitos y monocitos, así como la expresión de IL-2, CRH y PCNA. También disminuyó la expresión de IL-1β, IL-6, CORT y ACTH, así como la apoptosis neuronal. HQD exhibe mecanismos protectores contra los efectos externos inducidos por la radiación 12C6+. El mecanismo subyacente puede implicar la promoción de la producción de células sanguíneas periféricas, la inhibición de factores inflamatorios y la apoptosis y la regulación de hormonas endocrinas.