Yaşlanma sürecinde hücre ölüm mekanizmalarının araştırılması
Investigation of cell death mechanisms in aging process
Yazar: ARZU KESKİN AKTAN
Danışman: PROF. DR. KAZİME GONCA AKBULUT
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Genler-Bcl-2 = Genes-Bcl-2 ; Hücre ölümü = Cell death ; Hücreler = Cells ; Kurkumin = Curcumin ; Melatonin = Melatonin ; Sirtuin = Sirtuin ; Yaşlanma = Aging

Özet:
Bu çalışma yaşlanma sürecinde izlenen hücre ölüm mekanizmalarının araştırılması ve ayrıca anti-apoptotik ve anti-oksidan etkili melatonin ve curcuminin bu sürece etkilerinin gösterilmesi amacıyla planlandı. Çalışmamızda, melatonin (10 mg/kg/gün, sc), curcumin (30 mg/kg/gün, ip) ve salermide (100μmol/μl/gün, ip) uygulamalarının genç ve yaşlı sıçanların beyninde oksidatif stres, SIRT2, FOXO3a ekspresyonu ve apoptotik aktivite (BCL-2, BAX, BCL-2/BAX oranı ve BIM) üzerine etkisi araştırıldı. Bu amaçla, toplam 48 adet (3 aylık genç, n=24; 22 aylık yaşlı n=24) Wistar albino cinsi sıçan kullanılarak 8 grup oluşturuldu. Kontrol ve deney gruplarının enjeksiyonları 21 gün boyunca sürdürüldü. Beyinde serebral korteks ve hipokampus dokuları izole edildi. Total oksidan seviye (TOS) ve total antioksidan seviye (TAS) ölçümleri yapıldı ve oksidatif stres indeksi (OSI) hesaplandı. SIRT2, FOXO3a, BCL-2, BAX ve BIM ekspresyonları Western blotlama ile gösterildi. Ayrıca SIRT2 ve FOXO3a için sandviç ELISA yöntemi ile protein ölçümü yapıldı. İstatistiksel analiz için Two-way ANOVA, Pearson r' si kullanıldı (p<0,05). Bulgularımız yaşlanmanın her iki beyin bölgesinde SIRT2, FOXO3a, TOS, OSI' yi arttırdığını, BCL-2, BCL-2/BAX oranı ve TAS' ı ise azalttığını gösterdi. Ayrıca yaşlanmanın serebral kortekste BIM' i, hipokampusta ise BAX' ı arttırdığı görüldü. Melatonin, curcumin ve salermide uygulamaları, etkileri beyinde bölge spesifik olmak üzere, yaşlanmaya bağlı görülen değişiklikleri tersine çevirmede etkili bulundu (p<0,05). Sonuç olarak, yaşlanmada eksojen melatonin ve curcumin uygulamaları, beyinde oksidatif stres ve apoptotik aktiviteyi baskılayarak nöral kayıpları engelleyebilir.

Anahtar Kelimeler : Yaşlanma, apoptoz, Bcl-2, sirtuin 2, FOXO3a

Abstract:
The aim of this study was to investigate the cell death mechanisms in the aging process and to demonstrate the effects of anti-apoptotic and anti-oxidant melatonin and curcumin in this process. In the current study, we investigated the effects of melatonin (10 mg/kg/day, sc), curcumin (30 mg/kg/day, ip), and salermide (100μmol/μl/day, ip) treatments on oxidative stress parameters, SIRT2, FOXO3a expression levels and apoptotic activity in the young and aged rat brain. In this respect, a total of 48 male Wistar-albino rats (24 young rats, 3 months-old; 24 aged rats, 22 months-old) divided into 8 groups. The injections of the control and treatment groups were maintained for 21 days. Brain tissues were sampled from the cerebral cortex and hippocampus. Total oxidant status (TOS) and total antioxidant status (TAS) were measured. Oxidative stress index (OSI), was also calculated. SIRT2, FOXO3a, BCL-2, BAX and BIM expressions were tested by Western blotting. SIRT2 and FOXO3a protein levels was also measured by a sandwich ELISA method. Two-way ANOVA, Pearson's r were used for statistical analysis (p<0.05). Our findings showed that aging increased SIRT2, FOXO3a, TOS, OSI, and decreased BCL-2, BCL-2/BAX ratio and TAS in both brain regions. Aging also increased BIM in the cerebral cortex and BAX in the hippocampus. Melatonin, curcumin and salermide treatments reversed the age-related changes in the brain, while their effects are region specific. In sum, exogenous melatonin and curcumin treatments in aging can inhibit neural losses by suppressing oxidative stress and apoptotic activity in the brain.

Key Words : Aging, apoptosis, Bcl-2, Sirtuin 2, FOXO3a