Nuclear factor-κB inhibition by pyrrolidinedithiocarbamate attenuates gastric ischemia–reperfusion injury in rats Eman El Eter, Hanan H. Hagar, Ali Al-Tuwaijiri, and Maha Arafa Abstract: Pyrrolidinedithiocarbamate (PDTC) is a potent antioxidant and an inhibitor of nuclear factor-κB (NF-κB). The present study examined the impact of PDTC preconditioning on gastric protection in response to ischemia-reperfusion (I/R) injury to the rat stomach. Male Wistar rats were recruited and divided into 3 groups (n=7). One group was subjected to gastric ischemia for 30 min and reperfusion for 1 hour. The second group of rats was pre- conditioned with PDTC (200 mg/kg body mass i.v.) 15 min prior to ischemia and before reperfusion. The third group of rats was sham-operated and served as the control group. Gastric I/R injury increased serum lactate dehydrogenase level, vascular permeability of gastric mucosa (as indicated by Evans blue dye extravasation) and gastric content of in- flammatory cytokine; tumor necrosis factor-α (TNF-α). Moreover, oxidative stress was increased as indicated by ele- vated lipid peroxides formation (measured as thiobarbituric acid reactive substances) and depleted reduced glutathione in gastric tissues. NF-κB translocation was also detected by electrophoretic mobility shift assay. Microscopically, gastric tissues subjected to I/R injury showed ulceration, hemorrhages, and neutrophil infiltration. Immunohistochemical studies of gastric sections revealed increased expression of p53 and Bcl-2 proteins. PDTC pretreatment reduced Evans blue extravasation, serum lactate dehydrogenase levels, gastric TNF-α levels, and thiobarbituric acid reactive substances con- tent, and increased gastric glutathione content. Moreover, PDTC pretreatment abolished p53 expression and inhibited NF-κB translocation. Finally, histopathological changes were nearly restored by PDTC pretreatment. These results clearly demonstrate that NF-κB activation and pro-apoptotic protein p53 induction are involved in gastric I/R injury. PDTC protects against gastric I/R injury by an antioxidant, NF-κB inhibition, and by reduction of pro-apoptotic protein p53 expression, which seems to be downstream to NF-κB, thus promoting cell survival. 492 Key words: pyrrolidinedithiocarbamate, ischemia–reperfusion injury, gastric mucosa, nuclear factor-κB, inflammatory cytokines, oxidative stress. Résumé : La pyrrolidinedithiocarbamate (PDTC) est un puissant antioxydant et un inhibiteur du facteur nucléaire-κB (NF-κB). La présente étude a examiné l’impact d’un préconditionnement avec PDTC sur la protection gastrique en ré- ponse à une lésion d’ischémie–reperfusion (I/R) dans l’estomac de rats. Des rats Wistar mâles ont été divisés en trois groupes. Le premier groupe a été soumis à une ischémie gastrique de 30 minutes suivie d’une reperfusion d’une heure. Le deuxième groupe a été préconditionné avec de la PDTC (200 mg/kg par voie intraveineuse), 15 minutes avant l’ischémie et avant la reperfusion respectivement. Le troisième groupe a été opéré de manière fictive et a été utilisé comme groupe témoin. La lésion d’I/R gastrique a augmenté le taux de lactate déshydrogénase sérique, la perméabilité vasculaire de la muqueuse gastrique (tel qu’indiqué par l’extravasation du colorant bleu Evans) et la teneur gastrique en facteur de nécrose tumorale-α, une cytokine inflammatoire. De plus, le stress oxydatif a augmenté, tel qu’indiqué par la formation accrue de peroxydes lipidiques (mesurés en tant que substances réagissant à l’acide thiobarbiturique) et la déplétion en glutathion réduit dans les tissus gastriques. La translocation du NF-κB a aussi été détectée par un test de décalage de mobilité électrophorétique. Sur le plan microscopique, les tissus gastriques soumis à la lésion d’I/R ont montré une ulcération, des hémorragies et une infiltration de neutrophiles. Les études immunohistochimiques de sec- tions gastriques ont révélé une expression accrue des protéines p53 et Bcl-2. Le prétraitement avec PDTC a réduit l’extravasation du colorant bleu Evans, le taux de lactate déshydrogénase sérique et la teneur gastrique en facteur de nécrose tumorale-α et en substances réagissant à l’acide thiobarbiturique, et a augmenté la teneur gastrique en gluta- thion. Le prétraitement avec PDTC a aussi supprimé l’expression de p53 et inhibé la translocation de NF-κB. Enfin, le prétraitement a presque ramené aux valeurs originales les modifications histopathologiques. Ces résultats démontrent 483 Can. J. Physiol. Pharmacol 83: 483–492 (2005) doi: 10.1139/Y05-034 © 2005 NRC Canada Received 27 December 2004. Published on the NRC Research Press Web site at http://cjpp.nrc.ca on 16 June 2005. E. El Eter and A. Al-Tuwaijiri. Physiology Department, Medical College & King Khalid University Hospital, King Saud University, P.O.Box 2925, Riyadh 11461, Saudi Arabia. H.H. Hagar. 1 Pharmacology Department, Medical College & King Khalid University Hospital, King Saud University, P.O.Box 2925, Riyadh 11461, Saudi Arabia. M. Arafa. Pathology Department, Medical College & King Khalid University Hospital, King Saud University, P.O.Box 2925, Riyadh 11461, Saudi Arabia. 1 Corresponding author (e-mail: hananhhagar@yahoo.com).