Protective effect of nitronyl nitroxide against hypoxia-induced damage in PC12 cells

Hypoxia induces cellular oxidative stress that is associated with neurodegenerative diseases. HPN (4'-hydroxyl-2-substituted phenyl nitronyl nitroxide), a stable nitronyl nitroxide, has excellent free radical scavenging properties. The purpose of this study was to investigate the protective effects of HPN on hypoxia-induced damage inPC12 cells. It was shown that HPN significantly attenuated hypoxia-induced loss of cell viability, release of lactate dehydrogenase (LDH), and morphological changes in PC12 cells. Moreover, hypoxic PC12 cells had increased levels of reactive oxygen species (ROS), malondialdehyde (MDA), and expression of HIF-1[alpha] and VEGF, but had reduced levels of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), and HPN reversed these changes. HPN also inhibited hypoxia-induced cell apoptosis via suppressing the expression of Bax, cytochrome c, and caspase-3, and inducing the expression of Bcl-2. These results indicate that the protective effects of HPN on hypoxia-induced damage in PC12 cells is associated with the suppression of hypoxia-induced oxidative stress and cell apoptosis. HPN could be a promising candidate for the development of a novel neuroprotective agent. Key words: nitronyl nitroxide, hypoxia, PC12 cells, oxidative stress, apoptosis. L'hypoxie provoque un stress oxydant cellulaire qui est associe aux maladies neurodegeneratives. Le 4'-hydroxyl-2-phenyl nitronyl-nitroxyde substitue (HPN), un nitronyl-nitroxyde stable, presente une excellente activite de piegeur de radicaux libres. L'objectif de cette etude consistait a examiner les effets protecteurs du HPN sur le dommage induit aux cellules PC12 par l'hypoxie. Il s'est avere que le HPN attenuait significativement la perte de viabilite cellulaire, la liberation de LDH et les changements morphologiques induits par l'hypoxie chez les cellules PC12. De plus, les cellules PC12 hypox-iques presentaient une elevation des contenus en derives reactifs de l'oxygene (DRO) et en malonaldehyde (MDA), ainsi que de l'expression de HIF-1[alpha] et du VEGF, mais une diminution de la superoxyde dismutase (SOD) et de la catalase (CAT), alors que le HPN pouvait renverser ces changements. Le HPN inhibait aussi l'apoptose induite par l'hypoxie en reprimant l'expression de Bax, du cytochrome c et de la caspase-3 et en induisant l'expression de Bcl-2. Ces resultats indiquent que la protection conferee par le HPN envers les dommages provoques par l'hypoxie chez les cellules PC12 est associee a la suppression du stress oxydant et de l'apoptose induits par l'hypoxie. Le HPN pourrait constituer un candidat prometteur dans le cadre du developpement d'un nouvel agent neuroprotecteur. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: nitronyl-nitroxyde, hypoxie, cellules PC12, stress oxydant, apoptose.
Introduction Oxygen ([O.sub.2]) is essential for aerobic organisms to produce energy (Majmundar et al. 2010). When the supply of oxygen does not meet demand from the cells, this leads to [...]