Seleno-metiyoninin periodontal ligament mezenkimal kök hücreleri ve sementoblastlar üzerine etkisi
Effects of selenomethionin on periodontal ligament mesenchymal stem cells and cementoblasts
Yazar: İLKNUR GÖKDAĞ
Danışman: PROF. DR. SEMA HAKKI
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Periodontoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Selenyum esansiyel bir mikro-elementtir. Selenoproteinler, serbest radikallerin artışıyla oluşan oksidatif strese karşı hücre bütünlüğünün korunmasında önemli rol oynamaktadır. Antioksidanlar, enflamatuvar karakterli olan periodontal hastalık sürecinde dokulardaki oksidatif stresin ve periodontal doku hasarınının azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, Porphyromonas gingivalis lipopolisakkarit (Pg-LPS)'i ile muamele edilen insan periodontal ligament mezenkimal kök hücreleri (iPDL-MKH) ve sementoblastların (OCCM.30), selenyumun organik formu olan seleno-l-metiyonin (s-met)'e verdiği cevabın değerlendirilmesidir. 
iPDL-MKH hücreleri ortodontik tedavi amaçlı çekilen premolar dişlerin PDL'sinden izole edildi. Sementoblastlar (OCCM.30) farelerden elde edilmiş immortal bir hücre hattıdır. Porphyromonas gingivalis lipopolisakkariti ve s-met için doz cevap deneyleri gerçek zamanlı hücre analiz sistemi (RTCA-SP) ile gerçekleştirildi. Uygun dozlar seçildikten sonra, hücreler önce Pg-LPS (1000 ng/ml) ile muamele edildi ve hücrelerin LPS ile uyarılmasından 8 saat sonra kültür koşullarına s-met (1, 10, 100, 1000 ng/ml) eklendi. iPDL-MKH ve OCCM.30 hücrelerinden 16, 24 ve 72. saatlerde total RNA izolasyonu yapıldı ve cDNA sentezi gerçekleştirildi. Pro/anti-enflamatuvar sitokin/mediyatörler (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, IL-17, TNF-α), ekstrasellüler matriks yıkım enzimleri (Matrix metalloproteinases; MMP-1, MMP-2, MMP3, MMP-9) ve onların doku inhibitörleri (Tissue inhibitors of MMPs; TIMP-1, TIMP-2) ve ayrıca oksidatif stres enzimleri [süperoksid dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPX)]'nin mRNA ekspresyonları üzerine etkileri Reverse Trancriptase- Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) tekniği ile değerlendirildi. 
Selenyumun, her iki hücre grubunda da hücre proliferasyonunda olumsuz bir etkisi olmadığı gözlendi. Pg-LPS'nin iPDL-MKH'lerin proliferasyonunu olumsuz yönde etkilemediği izlendi. Pg-LPS muamelesi sonrası s-met uygulamasının, sitokin ve enzimlerde doz ve zamana bağlı olarak düzenleyici etkisi olduğu, oksidatif stres enzimleri olan SOD ve GPX mRNA ekspresyonlarını artırdığı saptandı. Pg-LPS yanı sıra, farklı konsantrasyonlarda s-met'in de proenflamatuvar sitokinler, enzimler ve inhibitörlerini artırabileceği tespit edildi.
Bu çalışmanın bulguları, selenyumun iPDL-MKH ve sementoblastların pro/antienflamatuvar sitokinlerin, ekstrasellüler matriks yıkım enzimlerinin ve onların doku inhibitörlerinin ve ayrıca oksidatif stres enzimlerinin salınmının düzenlenmesinde konak lehine etkilerinin olabileceğini göstermektedir. Sonuçlar s-met'in, iPDL-MKH'nin LPS ile indüklenmiş oksidatif enzimlerini artırdığını ve bu esansiyel elementin periodontal hastalık tedavisi sürecinde periodontal doku hasarını azaltabileceğini düşündürmektedir. Optimum doz ve süre seçimi için hayvan modellerinin kullanıldığı çalışmalara ihtiyaç bulunmaktadır.
 
Anahtar Kelimeler: seleno-metiyonin, periodontal ligament, mezenkimal kök hücresi, sementoblast, proliferasyon, sitokin, enzimler, mRNA ekxpresyonu

Abstract:
Selenium is an essential micro-element. Selenoproteins play an important role in the preservation of cell integrity against the oxidative stress caused by the increase of free radicals. Antioxidants play an important role in the reduction of oxidative stress and periodontal tissue damage in tissues during inflammatory periodontal disease process. The aim of this study is to evaluate the response of Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide (Pg-LPS) treated human periodontal ligament mesenchymal stem cells (hPDL-MSC) and mouse cementoblast (OCCM.30) to an organic form of selenium; seleno-l-methionin (s-meth) 
In this study, hPDL-MSC were isolated from teeth extracted for orthodontic reasons. Mouse derived immortalized cementoblast cell line OCCM.30 was used. Dose-response experiments for P. gingivalis and s-meth were performed using real time cell analyzer (RTCA-SP). After appropriate doses selection, the cells were first treated with Pg-LPS (1000 ng / ml) and s-met (1, 10, 100, 1000 ng / ml) was added to the cultures 8 hours after LPS stimulation . Total RNA isolation were performed at 16, 24 and 72 hours from hPDL-MSC and OCCM.30 and cDNA synthesis was done. The effects of s-meth on the pro/anti-inflammatory cytokine mediators (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α), extracellular matrix degrading enzymes and their tissue inhibitors (MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2) and of oxidative stress enzymes [superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX)] mRNA expressions were evaluated with Reverse Transcriptase- Polymerase Chain Reaction technique (RT-PCR). 
Selenium, had no effect on the proliferation of both cell types. It was observed that Pg-LPS did not adversely affect the proliferation of iPDL-MSCs. Additon of s-met to the cell cultures after Pg-LPS treatment regulated pro/anti enflammatory cytokines, enzymes and their inhibitors in a time and dose dependent manner of hPDL-MSCs and cementoblasts. Furthermore, S-met induced mRNA expressions oxidative stress enzymes SOD and GPX.  Moreover, it was detected that Pg-LPS or s-met alone also increase proinflammatory cytokines, enzymes and their inhibitors.
The findings of this study revealed that, selenium might have positive effects in favor of host defense regulating pro/ anti-iflammatory cytokine mediators, extracellular matrix enzymes and their tissue inhibitors, and oxidative stress enzymes of hPDL-MSC and cementoblasts. The results suggest that s-meth increases the LPS-induced oxidative enzymes of hPDL-MSC and that this essential element may reduce periodontal tissue damage during the treatment of periodontal disease. Further animal studies are required to select optimumum dosages and exposure time for selenium. 

Keywords: selenomethionin, periodontal ligament, mesenchymal stem cell, cementoblast, proliferation, cytokine, enzymes, mRNA expression