Zebra balığı embriyolarında nörotoksin maruziyetine karşı oluşan yanıta düşük doz iyonize radyasyonun etkileri
Eeffects of low-dose ionizing radiation on the response to neurotoxin exposure in zebrafish embryos
Yazar: EZGİ CAHİDE AYDAŞ BAYRAMOV
Danışman: PROF. DR. ŞEBNEM ERÇALIK YALÇINKAYA ; PROF. DR. EBRU IŞIK ALTURFAN
Marmara Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız, Diş ve Çene Radyolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Amaç: Bu çalışmada düşük doz iyonize radyasyon (DDİR) ve Parkinson hastalığının (PH) deneysel modelinde kullanılan 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridin (MPTP) maruziyetinin gelişmekte olan zebra balığı embriyoları üzerindeki etkilerini oksidan-antioksidan sistem ve PH ile ilişkili mitokondriyal hasar belirteçlerine odaklanarak değerlendirmek amaçlanmıştır. 
Gereç ve yöntem: Döllenme sonrası zebra balığı embriyoları; kontrol (DDİR veya MPTP uygulanmayan), MPTP, DDİR ve DDİR+MPTP olmak üzere dört gruba ayrılmıştır. DDİR kaynağı olarak dental x ışını ünitesi (70 kV, 7 mA) 0,08 saniye sürede kullanılmıştır. Tüm maruziyetler 24. saatte uygulanmıştır. Doz ölçümünde optik luminesens (OSL) dozimetreler (Epsilon Landaurer, İstanbul, Türkiye) kullanılmıştır. Embriyoların 24, 48 ve 72 saat saatteki gelişimi izlenmiştir. Oksidan-antioksidan parametreler ve asetilkolin esteraz aktivitesi (AChE) biyokimyasal olarak değerlendirilmiştir. RT-PCR ile mitokondriyal hasar belirteci olarak PH ile ilişkili seçilen gen ifadeleri incelenmiştir. 
Bulgular: Tüm maruziyet gruplarında perikardiyal ödem, yolk kesesi ödemi ve omurga eğriliği gözlenmiştir. OSL dozimetrede absorbe edilen vücut dozu değeri 7,17 mSv olarak ölçülmüştür. Tüm maruziyet gruplarında kontrol grubuna oranla lokomotor aktivitede azalma; lipit peroksidasyon ve nitrik oksit seviyelerinde, süperoksit dismutaz, glutatyon-s-transferaz aktivitelerinde artış; glutatyon seviyesi ve AChE aktivitesinde azalma izlenmiştir. Katalaz aktivitesinde kontrol grubuna oranla MPTP ve DDİR gruplarında azalma; DDİR+MPTP grubunda ise artış görülmüştür. Tüm maruziyet gruplarında pink1, parkin ve dj1 gen ifadelerinde artış izlenmiştir. Lrrk2 gen ifadesinde ise kontrol grubuna oranla MPTP ve DDİR gruplarında artış, DDİR+MPTP grubunda azalma gözlenmiştir.
Sonuç: Zebra balığı embriyolarında, MPTP ve DDİR maruziyetinde oksidan-antioksidan dengede bozulma görülmüştür. MPTP maruziyeti öncesinde uygulanan DDİR'nin oksidatif stresi arttırdığı ve mitokondriyal hasarla ilişkili gen ifadelerinde değişikliğe neden olduğu gözlenmiştir. Çalışmamızın bulguları MPTP maruziyetine karşı oluşan yanıta DDİR'nin etkilerinin daha ileri araştırmalarla desteklenmesi gerektiğini göstermiştir. 
Anahtar sözcüler: İyonize radyasyon, nörotoksin, oksidan-antioksidan denge, oksidatif stres, zebra balığı embriyosu

Abstract:
Objective: Our aim was to assess the effects of exposure to low dose ionizing radiation (LDIR) and 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), used as a neurotoxic model of Parkinson's disease (PD), on developing zebrafish embryos, focusing on the oxidant-antioxidant system and markers of mitochondrial damage associated with PD.
Material and methods: Following fertilization, zebrafish embryos were divided into four groups: control group (no MPTP or LDIR exposure), MPTP, LDIR and MPTP+LDIR group. The dental x-ray unit for periapical imaging (0.08 s, 70 kV, 7 mA) was used for LDIR exposure. MPTP and LDIR exposures were applied at 24 hour post-fertilization (hpf). For dose measurements in each group, optical stimulated luminescence (OSL) dosimeters (Epsilon Landauer, Istanbul, Turkey) were used. Embryo development was monitored under a stereomicroscope at 24, 48 and 72 hpf. Markers of the oxidant-antioxidant system and acetylcholine esterase activity (AChE) were assessed. Expressions of genes responsible for the regulation of mitochondrial stress were observed by RT-PCR.
Results: Pericardial edema, yolk sac edema, and spinal curvature were observed in all exposure groups. Mean radiation doses for the LDIR and the LDIR+MPTP group were 7,17 mSv using OSL dosimeters. Decreased locomotor activity, glutathione levels and AChE activity; increased lipid peroxidation and nitric oxide levels, superoxide dismutase and glutathione-s-transferase activity were observed. Catalase activity increased in the LDIR+MPTP group but decreased in the MPTP and LDIR groups compared to the control group. Exposure groups showed increased expression of pink1, parkin and dj1 genes. Lrrk2 gene expression decreased in the LDIR+MPTP group compared to the MPTP and LDIR groups.
Conclusion: MPTP and LDIR exposure disturbed the oxidant-antioxidant balance in zebrafish embryos. LDIR exposure before MPTP treatment led to increased oxidative stress and changes in gene expressions with mitochondrial stress. The results of this study indicate the need for further studies on the effects of altered oxidant-antioxidant responses in the presence of LDIR and neurotoxins during critical periods of embryonic development.
Keywords: Ionizing radiation, neurotoxin, oxidant-antioxidant balance, oxidative stress, zebrafish embryo