Farelerde rotenone ile oluşturulmuş parkinson modelinde, terazosin'in etkinliği
Efficacy of terazosin in rotenone induced parkinson's disease model in mice
Yazar: İBRAHİM ONARAN
Danışman: PROF. DR. NİLÜFER ŞAHİN CALAPOĞLU ; PROF. DR. NURTEN ÖZÇELİK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Alfa sinüklein = Alpha synuclein ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; Rotenon = Rotenone

Özet:
Parkinson hastalığı (PH), günümüzde dünya genelinde 10 milyon hastalık yükü oluşturan ve ilerleyici nöron kaybı ile karakterize en yaygın nörodejeneratif hastalıklardan bir tanesidir. Yapılan çalışmalar, yaşla birlikte insidansı katlanarak artan nörodejeneratif hastalıklarda, bozulmuş enerji metabolizması sonucu ATP seviyelerinde azalma veya mitokondrilerin daha az ATP üreterek daha az verimli hale gelmesi ve toksik ROS üretiminin artışı sonucu, ATP'ye bağlı onarım mekanizmalarının engellediği gerçeğini ortaya koymaktadırlar. Kinazolin çekirdekli heterosiklik bir bileşik olan Terazosin'nin (TZ) fosfogliserol kinaz 1 (Pgk1)'e bağlanıp Pgk1 aktivasyonu yoluyla glikolizi hızlandırarak ATP üretimini arttırdığı, böylelikle PH'nin nörodejenerasyonunu yavaşlatarak veya önleyerek nöronları koruduğu ileri sürülmektedir. TZ'nin nöroprotektif özellikler gösterdiği kanıtlanmış olsa da, alfa-sinüklein agregasyon değişiklikleri ile sonuçlanan bir dizi farklı olası mekanizması halen belirsizliğini korumaktadır. Çalışmamız, TZ'nin nöroprotektif ve antiagregatif mekanizmaları anlamak için tasarlanmıştır. Çalışmada, 6-8 aylık 30-35 gr ağırlığında ve her grupta 8 ila 12 adet olacak şekilde 7 gruba ayrılmış toplam 68 adet Swiss erkek fare kullanılmıştır. Farelere, 1,2 mg/kg/2gün dozda Rotenone subkutan yolla üç hafta boyunca uygulanarak PH modeli oluşturulmuş, ardından, PH'li farelere 10 µg/kg/2gün TZ intraperitonal olarak verilmiştir. Silindir spontan aktivite testi ile farelerin motor fonksiyon kayıpları belirlenmiştir. Comet metodu ile striatal bölgedeki DNA hasarı tespit edilmiştir. Kantitatif gerçek zamanlı polimer zincir reaksiyonu ile alfa-sinüklein (SNCA, PARK1) ve tirozin hidroksilaz (TH) genlerinde meydana gelen ekspresyon değişiklikleri belirlenmiştir. Lewy cisimciği (LC) oluşumu ve nöron hasarı gibi değişimler histopatolojik olarak gösterilmiştir. Ayrıca, Lewy cisimciklerinin içeriğinde bulunması beklenen alfa-sinüklein ile dopaminin sentezinde görev alan tirozin hidroksilaz immünohistokimyasal olarak da araştırılmıştır. Terazosin, rotenone kaynaklı oluşan DNA hasarının tamirinde veya motor fonksiyonların iyileşmesinde etkili olamasa da (p>0.05), özellikle SNCA geninin ekspresyonunun azaltılmasında ve alfa-sinüklein agregatlarının çözülmesinde etki göstermiştir (p<0.05). TZ'nin fareler üzerinde rotenone ile indüklenen Parkinson modelinde kısmi nöroprotektif ve alfa-sinüklein anti-agregatif etkisi, TZ'nin sistemik olarak PGK1 aracılı ATP seviyelerini artırmasına ve böylece PH'nin enerji metabolizması üzerindeki olumsuz etkisini iyileştirmesine bağlanabilir.

Abstract:
Parkinson's disease (PD) is one of the most common neurodegenerative diseases characterized by progressive neuronal loss, accounting for 10 million disease burden worldwide. Studies reveal that, in neurodegenerative diseases, the incidence of which increases exponentially with age, ATP-dependent repair mechanisms are inhibited as a result of decreased ATP levels due to impaired energy metabolism or mitochondria becoming less efficient by producing less ATP and increased production of toxic ROS. Terazosin (TZ), a heterocyclic compound have a quinazoline core, is proposed to bind to phosphoglycerol kinase 1 (Pgk1) and accelerating glycolysis by increase ATP production through Pgk1 activation, thereby protecting neurons by slowing or preventing neurodegeneration of PD. Although TZ has been shown to exhibit neuroprotective properties, a number of different possible mechanisms resulting in altered alpha-synuclein aggregation remain unclear. Our study was designed to understand the neuroprotective and antiaggregative mechanisms of TZ. A total of 68 male Swiss mice aged 6-8 months, weighing 30-35 g and divided into 7 groups of 8 to 12 mice per group were used in the study. Rotenone at a dose of 1.2 mg/kg/2day was administered subcutaneously to mice for three weeks to create PD model, followed by intraperitoneal administration of 10 µg/kg/2 day Terazosin to mice with PD. Cylinder spontaneous activity test was used to determine the loss of motor function in mice. DNA damage in the striatal region was determined by the Comet method. Expression changes in alpha-synuclein (SNCA, PARK1) and tyrosine hydroxylase (TH) genes were determined by quantitative real-time polymer chain reaction (qRT-PCR). Changes such as Lewy body (LB) formation and neuronal damage were shown histopathologically. In addition, alpha-synuclein, which is expected to be present in Lewy bodies, and tyrosine hydroxylase, is involved in the synthesis of dopamine, were investigated immunohistochemically. Although terazosin was not effective in the repair of rotenone-induced DNA damage or recovery of motor functions (p>0.05), it was especially effective on reducing the expression of SNCA gene and dissolving alpha-synuclein aggregates (p<0.05). The partial neuroprotective and alpha-synuclein anti-aggregative effect of TZ in a rotenone-induced parkinsonian model on mice may be attributed to TZ systemically increasing PGK1-mediated ATP levels, thereby ameliorating the adverse effect of PD on energy metabolism.