Akut böbrek iskemi/reperfüzyon hasarınakarşı ceviz septa ekstraktının renal koruyucu etkisinin araştırılması
Investigation of the renal defensive influence of jugnasa septa extract against acute renal ischemia/reperfusion injury
Yazar: KHASIIAT IMINOVA
Danışman: PROF. DR. HAKAN AŞKIN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın temel amacı, ceviz septa ekstraktının (CSE) böbrek dokularında oksidatif stres, inflamasyon, ferroptoz ve hücresel farklılaşma mekanizmalarına yönelik terapötik potansiyelini araştırmaktır. Özellikle, CSE'nin in vivo sıçan böbrek iskemi-reperfüzyon (IR) modeli kullanılarak, renal IR'nin neden olduğu akut organ hasarına karşı koruyucu bir tedavi olarak kullanılma potansiyelini, beş farklı genin ekspresyon seviyelerini inceleyerek değerlendirmek hedeflenmiştir. Ayrıca, ceviz kabuğunda bulunan biyoaktif bileşiklerin antioksidan özellikleri üzerine sınırlı bilimsel bilgiye katkıda bulunmak ve gen ekspresyonlarına olan etkilerini analiz ederek, genellikle atık olarak değerlendirilen bu doğal malzemenin farmakolojik önemini ortaya koymak amaçlanmıştır.
Yöntem: Çalışmada, Posof (Ardahan/Türkiye) yöresi cevizlerinin tohum kabuğu fitokimyasal bileşenlerinin ve antioksidan kapasitelerinin belirlenmesi için ekstrakte edildi. CSE'teki biyoaktif bileşikler GC-MS sistemi ile tanımlandı. CSE'nin terapötik etkilerini belirlemek amacıyla, deneysel bir in vivo Sprague-Dawley sıçan modeli kullanıldı. Sıçanlarda böbrek IR hasarını taklit eden bir model oluşturulmadan önce CSE uygulandı. Uygulama sonrasında böbrek dokularında antioksidan, antiinflamatuar, ferroptoz ve hücresel farklılaşma aktiviteleri belirlemek için moleküler analizler gerçekleştirildi. Nükleer Faktör Eritroid 2 (Nrf2), Lipocalin 2 (Lcn2), Glutatyon Peroksidaz 4 (Gpx4), Böbrek Hasarı Molekülü (Kim-1) ve Keratin 8 (Krt8) gen ekspresyon seviyeleri qPCR yöntemi kullanılarak belirlendi. 
Bulgular: CSE'nin fitokimyasal içeriğinde en fazla bulanan bileşik β-sitosterol olarak tespit edildi. Bu bileşik toplam ekstraktın % 61.070' i kadardı. CSE, gen ekspresyon seviyeleri üzerinde Gpx4, Krt8 ve Nrf2 genlerinin aktivasyonunu sağlarken Kim-1 ve Lcn2 genlerinin inhibisyonuna yol açarak etki etti. 
Sonuç: CSE'nin oksidatif stresi azaltarak (Gpx4, Nrf2), inflamasyonu baskılayarak (Lcn2, Kim-1) ve hücresel yapı ile apoptoz süreçlerini destekleyerek (Krt8), böbrek dokusunu koruyucu etkiler gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu bulgular, CSE'nin renal iskemi-reperfüzyon hasarına karşı etkili bir tedavi adayı olabileceğini düşündürmektedir. Daha geniş çaplı araştırmalarla bulguların desteklenmesi önerilmektedir.

Abstract:
Purpose: The primary aim of this study is to investigate the therapeutic potential of walnut septa extract (CSE) in targeting oxidative stress, inflammation, ferroptosis, and cellular differentiation mechanisms in kidney tissues. Specifically, the study aims to evaluate the potential of CSE as a protective treatment against acute organ damage caused by renal ischemia-reperfusion (IR) injury using an in vivo rat model and by analyzing the expression levels of five different genes. Furthermore, the study seeks to contribute to the limited scientific knowledge on the antioxidant properties of bioactive compounds found in walnut shells and to analyze their effects on gene expression, thereby highlighting the pharmacological importance of this natural material, often regarded as waste.
Method: In the study, the phytochemical components and antioxidant capacities of walnut seed shells from the Posof region (Ardahan, Turkey) were determined through extraction. The bioactive compounds in CSE were identified using GC-MS analysis. To evaluate the therapeutic effects of CSE, an experimental in vivo Sprague-Dawley rat model was employed. Before inducing a renal IR injury model in the rats, CSE was administered. Following the treatment, molecular analyses were performed to determine antioxidant, anti-inflammatory, ferroptosis, and cellular differentiation activities in kidney tissues. Gene expression levels of Nuclear Factor Erythroid 2 (Nrf2), Lipocalin 2 (Lcn2), Glutathione Peroxidase 4 (Gpx4), Kidney Injury Molecule-1 (Kim-1), and Keratin 8 (Krt8) were assessed using qPCR.
Findings: The primary bioactive compound identified in CSE was β-sitosterol, accounting for 61.07% of the total extract. On a molecular level, CSE promoted the activation of Gpx4, Krt8, and Nrf2 genes while inhibiting the expression of Kim-1 and Lcn2 genes, indicating its protective effects.
Results: CSE was shown to exert renoprotective effects by reducing oxidative stress (Gpx4, Nrf2), suppressing inflammation (Lcn2, Kim-1), and supporting cellular structure and apoptosis regulation (Krt8). These findings suggest that CSE could be a promising therapeutic candidate for renal ischemia-reperfusion injury. Further comprehensive and long-term studies are recommended to validate these findings.