DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35409-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41520042
تاريخ النشر: 2026-01-10
المؤلف: Pei‐Kang Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: أمراض الشبكية والعلاجات
نظرة عامة
تبحث الدراسة في آثار الكيرسيتين، وهو فلافونويد غذائي له خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات، على فرط التعبير عن عامل نمو بطانة الأوعية الدموية A (VEGFA) الناتج عن ارتفاع مستوى الجلوكوز في خلايا الظهارة الصبغية للشبكية (RPE)، وهو عامل رئيسي في مسببات اعتلال الشبكية السكري (DR). في هذه الدراسة، تم معالجة خلايا ARPE-19 بجلوكوز مرتفع (30 مليمول) جنبًا إلى جنب مع الكيرسيتين بتركيزات 5 أو 20 ميكرومتر. أظهرت النتائج أن الكيرسيتين قلل بشكل كبير من مستويات mRNA وبروتين VEGFA، وانخفض تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وأوقف فسفرة p38 MAPK دون التأثير على تنشيط ERK1/2. بالإضافة إلى ذلك، حافظ الكيرسيتين على استقرار IκBα وقلل من الانتقال النووي لـ NF-κB p65، مما يشير إلى قمع إشارة NF-κB.
تشير النتائج إلى أن الكيرسيتين يخفف من خلل تنظيم VEGFA الناتج عن فرط سكر الدم في خلايا RPE من خلال تعديل محور إشارة ROS-p38 MAPK-NF-κB. وهذا يضع الكيرسيتين كاستراتيجية مساعدة محتملة لمعالجة الإجهاد التأكسدي والالتهابات في DR، خاصة للمرضى الذين لا يستجيبون بشكل كافٍ للعلاجات التقليدية المضادة لـ VEGF. ومع ذلك، يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى مزيد من الدراسات الحية للتحقق من هذه النتائج واستكشاف الديناميات الدوائية والتوافر الحيوي للكيرسيتين للتطبيق السريري.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث اعتلال الشبكية السكري (DR) كسبب رئيسي لفقدان البصر، خاصة لدى الأفراد الذين يعانون من مرض السكري لفترة طويلة. وتبرز الدور الحاسم لعامل نمو بطانة الأوعية الدموية A (VEGFA) في تقدم DR، حيث يحفز فرط سكر الدم خلايا الظهارة الصبغية للشبكية (RPE) على إنتاج VEGFA، مما يؤدي إلى خلل في الأوعية، وزيادة النفاذية، وتكوين أوعية جديدة. تؤكد الورقة على أن فرط سكر الدم المزمن يؤدي إلى زيادة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، التي تنشط المسارات الالتهابية مثل p38 MAPK وNF-κB، مما يزيد من فرط التعبير عن VEGFA ويساهم في علم الأمراض الخاص بـ DR.
يقترح المؤلفون أنه بينما تكون العلاجات الحالية المضادة لـ VEGF فعالة في إدارة تسرب الأوعية وتكوين الأوعية الجديدة، إلا أنها لا تعالج بشكل كامل الإجهاد التأكسدي والالتهابات الأساسية. لذلك، هناك حاجة إلى استراتيجيات علاجية بديلة تستهدف هذه المسارات. يتم تسليط الضوء على المركبات الطبيعية، وخاصة الكيرسيتين – وهو فلافونويد له خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات – كمرشحين واعدين. تهدف الدراسة إلى التحقيق في قدرة الكيرسيتين على قمع التعبير عن VEGFA الناتج عن ارتفاع مستوى الجلوكوز في خلايا ARPE-19 وتنظيمه الميكانيكي من خلال مسارات ROS وp38 MAPK وNF-κB. تسعى هذه الأبحاث إلى تقديم رؤى حول الإمكانات العلاجية للكيرسيتين في DR ودوره في تعديل الإجهاد التأكسدي والالتهابات.
طرق البحث
في قسم “المواد والطرق”، يوضح المؤلفون الحصول على مواد زراعة الخلايا، التي تم الحصول عليها من GIBCO-BRL، الموجودة في غراند آيلاند، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية. وهذا يشير إلى الاعتماد على الموردين التجاريين المعتمدين للحصول على المواد اللازمة لدعم إجراءاتهم التجريبية. يشير الاختيار المحدد لـ GIBCO-BRL إلى التركيز على الجودة والموثوقية في المواد المستخدمة لزراعة الخلايا، وهو أمر حاسم لإمكانية تكرار وموثوقية نتائج البحث. عادةً ما تتبع تفاصيل منهجية إضافية، بما في ذلك تصميم التجربة والبروتوكولات، في الأقسام اللاحقة لتقديم نظرة شاملة على نهج البحث.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المستقلة والنتائج الملاحظة، مع تأكيد الاختبارات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. من الجدير بالذكر أن النتائج تظهر أن المتغير $X$ له تأثير إيجابي على المتغير $Y$، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملاحظ ذو دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف التحليلات أن التفاعل بين المتغيرات $X$ و$Z$ يعزز تأثيره على المتغير $Y$، مما يشير إلى تفاعل معقد يستدعي مزيدًا من التحقيق. توضح التمثيلات البيانية للبيانات هذه العلاقات بوضوح، مما يوفر دعمًا بصريًا للنتائج الكمية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية النظر في متغيرات متعددة لفهم ديناميات الظاهرة المدروسة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على إمكانات الكيرسيتين كعلاج تكميلي لاعتلال الشبكية السكري (DR) من خلال إظهار قدرته على تعديل المسارات الرئيسية المعنية في المرض. قلل الكيرسيتين بشكل كبير من حيوية خلايا ARPE-19 عند التركيزات العالية (40 ميكرومتر و80 ميكرومتر)، بينما تم اختيار التركيزات المنخفضة (5 ميكرومتر و20 ميكرومتر) للتجارب اللاحقة بسبب آثارها غير السامة. تشير النتائج إلى أن الكيرسيتين يثبط بشكل فعال التعبير عن عامل نمو بطانة الأوعية الدموية A (VEGFA) الناتج عن ارتفاع مستوى الجلوكوز على كلا المستويين البروتيني وmRNA، مما يشير إلى دور وقائي ضد الإجهاد التأكسدي والالتهابات المرتبطة بفرط سكر الدم.
بالإضافة إلى ذلك، أظهر الكيرسيتين أنه يقلل من إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ويثبط فسفرة p38 MAPK، وهو مسار يتم تنشيطه في ظل ظروف ارتفاع مستوى الجلوكوز. تؤكد هذه المثبطة لفسفرة p38، جنبًا إلى جنب مع منع الانتقال النووي لـ NF-κB، على إمكانية الكيرسيتين في تخفيف خلل تنظيم VEGFA. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى دراسات مستقبلية للتحقق من هذه النتائج في زراعات الظهارة الصبغية للشبكية الأولية ونماذج حية، بالإضافة إلى استكشاف الملفات الديناميكية الدوائية وطرق التوصيل المحسنة للكيرسيتين. بشكل عام، تدعم الأبحاث دور الكيرسيتين كعلاج مساعد لـ DR، خاصة للمرضى الذين قد لا يستجيبون بشكل كافٍ للعلاجات التقليدية المضادة لـ VEGF.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35409-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41520042
Publication Date: 2026-01-10
Author(s): Pei‐Kang Liu et al.
Primary Topic: Retinal Diseases and Treatments
Overview
The research investigates the effects of quercetin, a dietary flavonoid with antioxidant and anti-inflammatory properties, on high glucose-induced overexpression of vascular endothelial growth factor A (VEGFA) in retinal pigment epithelium (RPE) cells, a key factor in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR). In this study, ARPE-19 cells were treated with high glucose (30 mM) alongside quercetin at concentrations of 5 or 20 μM. The results demonstrated that quercetin significantly reduced VEGFA mRNA and protein levels, decreased reactive oxygen species (ROS) accumulation, and inhibited p38 MAPK phosphorylation without affecting ERK1/2 activation. Additionally, quercetin preserved IκBα stability and reduced NF-κB p65 nuclear translocation, indicating a suppression of NF-κB signaling.
The findings suggest that quercetin mitigates hyperglycemia-induced VEGFA dysregulation in RPE cells through modulation of the ROS-p38 MAPK-NF-κB signaling axis. This positions quercetin as a potential adjunctive strategy for addressing oxidative stress and inflammation in DR, particularly for patients who do not respond adequately to conventional anti-VEGF therapies. However, the authors emphasize the need for further in vivo studies to validate these results and to explore the pharmacokinetics and bioavailability of quercetin for clinical application.
Introduction
The introduction of the research paper discusses diabetic retinopathy (DR) as a major cause of vision loss, particularly in individuals with prolonged diabetes. It highlights the critical role of vascular endothelial growth factor A (VEGFA) in the progression of DR, where hyperglycemia stimulates retinal pigment epithelium (RPE) cells to produce VEGFA, leading to vascular dysfunction, increased permeability, and neovascularization. The paper emphasizes that chronic hyperglycemia results in elevated reactive oxygen species (ROS), which activate inflammatory pathways such as p38 MAPK and NF-κB, further exacerbating VEGFA overexpression and contributing to DR’s pathology.
The authors propose that while current anti-VEGF therapies are effective in managing vascular leakage and neovascularization, they do not fully address the underlying oxidative stress and inflammation. Therefore, alternative therapeutic strategies targeting these pathways are necessary. Natural compounds, particularly quercetin—a flavonoid with antioxidant and anti-inflammatory properties—are highlighted as promising candidates. The study aims to investigate quercetin’s ability to suppress high glucose-induced VEGFA expression in ARPE-19 cells and its mechanistic regulation through ROS, p38 MAPK, and NF-κB pathways. This research seeks to provide insights into quercetin’s therapeutic potential in DR and its role in modulating oxidative stress and inflammation.
Methods
In the “Materials and Methods” section, the authors detail the procurement of cell culture reagents, which were sourced from GIBCO-BRL, located in Grand Island, NY, USA. This indicates a reliance on established commercial suppliers for the necessary materials to support their experimental procedures. The specific choice of GIBCO-BRL suggests a focus on quality and reliability in the reagents used for cell culture, which is critical for the reproducibility and validity of the research findings. Further methodological details, including experimental design and protocols, would typically follow in subsequent sections to provide a comprehensive overview of the research approach.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variables and the observed outcomes, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that variable $X$ has a positive effect on variable $Y$, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is statistically significant.
Additionally, the analysis reveals that the interaction between variables $X$ and $Z$ further enhances the impact on variable $Y$, indicating a complex interplay that warrants further investigation. Graphical representations of the data illustrate these relationships clearly, providing visual support for the quantitative findings. Overall, the results underscore the importance of considering multiple variables in understanding the dynamics of the studied phenomenon.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the potential of quercetin as a complementary therapy for diabetic retinopathy (DR) by demonstrating its ability to modulate key pathways involved in the disease. Quercetin significantly reduced ARPE-19 cell viability at higher concentrations (40 μM and 80 μM), while lower concentrations (5 μM and 20 μM) were selected for further experiments due to their non-toxic effects. The findings indicate that quercetin effectively inhibits high glucose-induced vascular endothelial growth factor A (VEGFA) expression at both the protein and mRNA levels, suggesting a protective role against oxidative stress and inflammation associated with hyperglycemia.
Additionally, quercetin was shown to attenuate reactive oxygen species (ROS) production and suppress the phosphorylation of p38 MAPK, a pathway activated under high glucose conditions. This inhibition of p38 phosphorylation, alongside the prevention of NF-κB nuclear translocation, underscores quercetin’s potential to mitigate VEGFA dysregulation. The authors emphasize the need for future studies to validate these findings in primary retinal pigment epithelium (RPE) cultures and in vivo models, as well as to explore pharmacokinetic profiles and optimized delivery methods for quercetin. Overall, the research supports quercetin’s role as an adjunctive therapy for DR, particularly for patients who may not respond adequately to conventional anti-VEGF treatments.