Streptozotosin ile indüklenen pankreatik beta hücre hasarında çinko takviyesinin  HMGB1/TLR4/MAPK metabolik yolağı üzerine etkisinin araştırılması
The investigation effect of zinc supplementation on pancreatic beta cell damage- induced by streptozotocin through HMGB1/TLR4 /MAPK metabolic pathway
Yazar: ŞAHİN YEŞİLDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. ELVAN YILMAZ AKYÜZ ; PROF. EYLEM TAŞKIN GÜVEN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics

Özet:
Amaç: Streptozotosin ile indüklenen pankreatik beta hücre hasarında çinko takviyesinin HMGB1/TLR4/MAPK metabolik yolağı üzerinden insülin salınımına etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Gereç ve Yöntem: Çalışmada insan pankreatik beta (β) hücre hattı (1.1B4) kullanılarak Kontrol (K), Diyabet (D), Diyabet+Çinko (DZ), Diyabet+Kutu A (DB) ve Diyabet+Çinko+Kutu A (DZB) olmak üzere beş grup oluşturulmuştur. Diyabet oluşturmak için, β hücresi 20 mM streptozosin (STZ) ile 4 saat muamele edildikten sonra 24 saat 30 µM çinko ve/veya 100 ng/L kutu A ile inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonrası total antioksidan (TAS) ve oksidan seviyesi (TOS), apoptotik hücre ölümü, mitokondri membran potansiyeli (MMP), hücre canlılığı analizi ve insülin salınımları ölçülmüştür. Ayrıca yüksek hareketli grup protein 1 (HMGB1), toll benzeri reseptör (TLR)-2/4, ERK1/2 ve JNK protein ifadeleri western blot yöntemiyle analiz edilmiştir.
Bulgular: STZ, beta hücrelerinde MMP, TAS, TLR2 ve ERK1/2'yi azaltırken çinko takviyesi bu azalmayı düzeltmiştir. Ayrıca, çinko takviyesi STZ'nin etkilerine karşı HMGB1 konsantrasyonunu ve apoptotik hücre sayısını azaltmıştır. TLR2 miktarındaki artışların "DZ", "DB" ve "DZB" gruplarında β hücre sağkalımını arttırdığı bulunmuştur. Bu sağkalım ERK1/2 miktarının artışı, JNK'nin azalması ile ilişkili bulunmuştur. Çinko ve kutu A'nın birlikte takviyesi hipo-/hiperglisemi koşullarında insülin sekresyonunda anlamlı düzeyde artış sağlamıştır.
Sonuç: STZ'nin pankreatik β hücrelerindeki hasarı TLR2/MAPK yolağının baskılanmasından kaynaklanmaktadır. Çinko takviyesinin HMGB1 ile sinerjik etki göstermesi TLR2/MAPK yolağındaki bu proteinlerin artışını sağlayarak koruyucu olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Aim: This study aims to investigate the effect of zinc supplementation on insulin release through the HMGB1/TLR4/MAPK metabolic pathway in streptozotocin-induced pancreatic beta cell damage.
Materials and Methods: In this study, five experimental groups were created using the human pancreatic beta (β) cell line (1.1B4): Control (K), Diabetes (D), Diabetes+Zinc (DZ), Diabetes+Box A (DB), and Diabetes+Zinc+Box A (DZB). To induce diabetes, β cells were treated with 20 mM streptozotocin (STZ) for 4 hours, followed by incubation with 30 μM zinc and/or 100 ng/L box A for 24 hours. After incubation, total antioxidant (TAS), oxidant status (TOS), apoptotic cell death, mitochondrial membrane potential (MMP), cell viability analysis, and insulin secretions were measured. Additionally, HMGB1, toll-like receptor (TLR)-2/4, ERK1/2, and JNK protein expressions were determined by western blot method.
Results: STZ decreased MMP, TAS, TLR2, and ERK1/2 in β cells, while zinc supplementation reversed this decrease. In addition, it reduced HMGB1 concentration and the number of apoptotic cells against the effects of STZ. It was found that increases in TLR2 levels increased β cell survival in the "DZ", "DB" and "DZB" groups. The increase in ERK1/2 levels in this survival was found to be associated with a decrease in JNK. Zinc and box A supplementation together led to a significant increase in insulin secretion under hypo-/hyperglycemia conditions.
Conclusion: STZ's damage to pancreatic β cells is caused by suppression of the TLR2/MAPK pathway. Zinc supplementation may be protective by increasing these proteins in the TLR2/MAPK pathway through its synergistic effect with HMGB1.