Lipopolisakkarit ile farelerde oluşturulan inflamatuvar hiperaljezi modelinde seçici RXRα agonisti beksarotenin TLR4/MYD88/TAK1/NF-ĸB/COX-2  yolu üzerindeki etkisinin proinflamatuvar sitokin oluşumu ile ilişkilendirilerek araştırılması
Investigation of the effect of selective RXRα agonist bexarotene, onTLR4/MYD88/TAK1/NF-ĸB/COX-2 pathway in relation to proinflammatorycytokine production in lipopolysaccharide-inducedinflammatory hyperalgesia model in mice
Yazar: ŞEFİKA PINAR ŞENOL
Danışman: PROF. DR. BAHAR TUNÇTAN
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Beksaroten = Bexarotene ; Fareler = Mice ; Hiperestezi = Hyperesthesia ; Lipopolisakkaritler = Lipopolysaccharides ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Bu çalışmada, lipopolisakkarit (LPS) ile farelerde oluşturulan inflamatuvar hiperaljezi modelinde seçici bir retinoit X reseptörü (RXR) α agonisti olan beksarotenin santral sinir sistemi (SSS)'deki toll benzeri reseptör (toll-like receptor; TLR) 4/miyeloit farklılaşma faktörü (myeloid differentiation factor; MyD) 88/dönüştürücü büyüme faktörü ile etkinleştirilen kinaz (transforming growth factor-activated kinase; TAK) 1/nükleer faktör κB (NF-κB)/siklooksijenaz (cyclooxygenase; COX)-2 sinyal ileti yolu üzerindeki etkisinin proinflamatuvar sitokin oluşumu ile ilişkilendirilerek araştırılması amaçlanmıştır. Deneylerde kullanılan fareler 8 gruba ayrılmıştır: (1) Serum fizyolojik (SF) (kontrol grubu), (2) LPS (inflamatuvar hiperaljezi grubu), (3) dimetil sülfoksit (DMSO), (4) LPS+beksaroten (0.1 mg/kg), (5) LPS+beksaroten (1 mg/kg), (6) LPS+beksaroten (3 mg/kg), (7) LPS+beksaroten (10 mg/kg), (8) SF+beksaroten (10 mg/kg). DMSO (4 ml/kg; subkütan [s.k.]) veya beksaroten (4 ml/kg; s.k.) SF (4 ml/kg; intraperitoneal [i.p.]) ya da LPS (10 mg/kg, 4 ml/kg; i.p.) ile birlikte uygulanmıştır. SF veya LPS enjeksiyonundan 6 saat sonra farelerin 30 saniye içinde termal uyarıya tepki verme süreleri değerlendirilmiş, ayrıca çalışmalar süresince mortalite gözlenmiştir. Deneyler sonunda öldürülen farelerin beyin ve omurilikleri alınmıştır. Dokulardan hazırlanan homojenatlarda β-tübülin, RXRα, TLR4, MyD88, TAK1, fosforile TAK1, NF-κB p65, fosforile NF-κB p65, COX-2 ve interlökin (interleukin; IL)-1β protein ekspresyonları immunoblotting yöntemiyle, COX-2 etkinliği ile prostaglandin (PG) E2 ve IL-1β düzeyleri ise uygun enzyme-linked immunosorbent assay kitleri kullanılarak ölçülmüştür. LPS uygulanmasından 6 saat sonra farelerin termal uyarıya yanıt verme sürelerinin kontrol grubundakilere göre anlamlı olarak daha az olduğu görülmüştür. LPS'nin neden olduğu hiperaljezi yalnızca 10 mg/kg dozda beksaroten ile önlenmiştir. LPS uygulanan farelerden izole edilen dokularda RXRα protein ekspresyonundaki azalmaya, TLR4, MyD88, fosforile TAK1, NF-κB p65, fosforile NF-κB p65, COX-2 ve IL-1β proteinlerinin ekspresyonu ile COX-2 etkinliğine ek olarak PGE2 ile IL-1β düzeylerindeki artmanın eşlik ettiği gözlenmiştir. Beksaroten LPS'nin neden olduğu bu değişiklikleri de önlenmiştir. Bu bulgular, beksarotenin farelerde LPS'nin neden olduğu hiperaljeziyi önleyici etkisine SSS'de proinflamatuvar sitokin oluşumuyla birlikte TLR4/MYD88/TAK1/NF-κB/COX-2 sinyal ileti yolu etkinliğindeki azalmanın katkıda bulunabileceğini düşündürmüştür.

Abstract:
The aim of this study was to investigate the effect of bexarotene, selective retinoid X receptor (RXR) α agonist, on toll-like receptor (TLR) 4/myeloid differentiation factor (MyD) 88/transforming growth factor-activated kinase (TAK) 1/nuclear factor κB (NF-κB)/cyclooxygenase (COX)-2 signaling pathway in the central nervous system (CNS) in relation to proinflammatory cytokine production in lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory hyperalgesia model in mice. Mice were divided into 8 groups: (1) Saline (control group), (2) LPS (inflammatory hyperalgesia group), (3) dimethyl sulfoxide (DMSO), (4) LPS+bexarotene (0.1 mg/kg), (5) LPS+bexarotene (1 mg/kg), (6) saline+bexarotene (3 mg/kg), (7) LPS+bexarotene (10 mg/kg), and (8) saline+bexarotene (10 mg/kg). DMSO or bexarotene (4 ml/kg; subcutaneous [s.c.]) was administrated simultaneously with saline (10 ml/kg; intraperitoneal [i.p.]) or LPS (10 mg/kg; i.p.). Reaction time to thermal stimuli within 30 seconds was evaluated in mice received either saline or LPS after 6 hours. Mortality was also be observed during the experiments. Mice were euthanized at the end of the experiments, and the brain and spinal cord were collected from all animals. Tissue homogenates were used for the measurement of β-tubulin, RXRα, TLR4, MyD88, TAK1, phosphorylated TAK1, NF-κB p65, phosphorylated NF-κB p65, COX-2, and interleukin (IL)-1β protein expression by using the immunoblotting method and COX-2 activity in addition to prostaglandin (PG) E2 and IL-1β levels by using suitable enzyme-linked immunosorbent assay kits. LPS caused a significant decrease in the latency to the thermal stimulus 6 hours after injection compared with the saline-treated group. Bexarotene only at 10 mg/kg dose prevented the LPS-induced hyperalgesia. Decreased RXRα protein expression was associated with increased expression of TLR4, MyD88, phosphorylated TAK1, NF-κB p65, phosphorylated NF-κB p65, COX-2, and IL-1β proteins and COX-2 activity in addition to PGE2 and IL-1β levels in the tissues isolated from the LPS-treated mice. The LPS-induced changes were also prevented by bexarotene. These findings suggest that decreased activity of TLR4/MYD88/TAK1/NF-κB/COX-2 signaling pathway associated with proinflammatory cytokine formation contribute to the effect of bexarotene to prevent LPS-induced hyperalgesia in mice.