Nöronal hücre içi kolesterol düzeylerinin amiloid beta toksisitesi ve nörosteroidlerin sentezi üzerine etkisi
The effect of different cholesterol levels in neuronal cells on amyloid beta toxicity and steroid synthesis
Yazar: ÖZLEM GÜRSOY ÇALAN
Danışman: PROF. DR. PINAR AKAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı / Temel Nörolojik Bilimler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Amiloid beta protein = Amyloid beta protein ; Kolesterol = Cholesterol ; Pregnenolon = Pregnenolone ; Pregnenolone sulfat = Pregnenolone sulfate ; Steroidler = Steroids ; Toksisite = Toxicity

Özet:
Alzheimer Hastalığı(AH) patogenezinde temel hasar oluşum mekanizmalarından biri Amiloid beta(AB) toksisitesidir.Kolesterolün amiloidprekürsör proteinden toksik AB sentezini tetiklediği veya peptitin aggregasyon eşiğini düşürerek amiloidplak oluşumunu kolaylaştırdığı ileri sürülmektedir.Diğer taraftan ABpeptidin kolesterol metabolizmasını ve kolesteroltürevlerinin oluşumunu da etkilemesi olasıdır.
Pregnenolone(P) ve pregnenolonesülfat(PS) beyinde kolesterolden sentezlenebilen başlıca nörosteroidlerdendir.P nöronaltoksisiteye karşı koruyucu etkiye sahipken,hafıza modülatörü olan PS 1μM'dan yüksek konsantrasyonlarda eksitotoksin gibi davranabilir.ABpeptitlerinin nörotoksisite koşullarında kolesterol türevi bu steroidler üzerine etkisi henüz net olarak bilinmemektedir.Bu çalışma ile hücre kolesterol seviyelerinin ABtoksisitesi,P ve PS sentezi ile olası ilişkisinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 
Toksik konsantrasyonlarda üç farklı ABfragmanı(25-35,1-40 ve1-42) ve iki farklı doz kolesterol PC-12 ve SHSY-5Y hücrelerine uygulandı.Uygulanan AB ve kolesterolün hücreiçi kolesterol,P/PS düzey değişimine etkileri belirlendi.Nöronal hücre canlılığı değişimi ve hücre ölüm tipi değerlendirildi. 
Hücrelere 72saat AB fragman uygulamaları ile canlılık her iki hücre hattında~%50 düzeyinde azaltıldı.Kolesterol uygulaması ile hücrenin total kolesterol düzeyi ilk 24saatten itibaren bazal düzeyin~5-6 katına kadar artırıldı.AB uygulaması ile birlikte hücre kolesterol düzeyindeki artış hücre canlılıklarını belirgin olarak azalttı.Kolesterol ile birlikte ABpeptit uygulaması P düzeylerini sadece kolesterol uygulanan gruba göre belirgin olarak artırdı.Tüm ABfragmanları P düzeyini artırırken,PS düzeyinin fragman tipi ve kolesterol düzeyine bağlı olarak değiştiği gözlendi.Kolesterol ile birlikte AB uygulanan gruplarda steroid sentezinin kısmi inhibisyonunun hücrecanlılığını her iki hücre hattında artırdığı belirlendi.
Bu çalışma ile ABtoksisitesi,kolesterol ve P/PS düzey değişimleri hakkında yeni in-vitro veriler eldeedildi.AB peptitlerinin fragmantipi ve kolesterol düzeyine bağlı olarak steroid düzeylerini ve hücre canlılığını etkilediği gösterildi.Sonuç olarak kolesterolün ABtoksisite oluşumunda AB sentezi yada plak oluşumunu artırması yanı sıra nörosteroid düzeylerini etkilemesi ile de anahtar rol oynayabileceği ileri sürülebilir

Abstract:
Amyloid beta(AB) toxicity is one of the initiator factors in neurodegeneration process.It hasbeen suggested that cholesterol induced synthesis of AB from amyloidprecursor protein or facilitated formation of amyloid-plaque by lowering aggregation threshold of peptide.On the other hand, it is also possible that AB may affect cholesterol metabolism and synthesis of cholesterolderivatives.
Pregnenolone(P) and pregnenolonesulfate(PS) are major steroids produced from cholesterol in neuraltissue.P has protective effects against neuronaltoxicity,PS which is a memory modulator, can behave as natural excitotoxin in concentrations above1μM.At neurotoxicity conditions,effect of AB on synthesis of P/PS hasnot been clearly identified yet.The aim of study was to investigate possible relationship between cellular cholesterol,AB-toxicity and P/PSsynthesis.
Three different AB(AB25-35/AB1-40/AB1-42) in toxicconcentration and cholesterol were applied to PC-12 and SHSY-5Ycells.The effects of applied AB and cholesterol on intracellular cholesterol,P/PS levels were determined.Viability and celldeath types were evaluated.
AB applications for72hours have reduced viability level to50% of controlcells. Total cholesterol levels of cells were increased up to~5-6fold following cholesterol application for 24hours.Treatment withAB and increasing cholesterol caused significant decrease in cellviability.Concurrent application of AB with cholesterol increased Plevels more than group treated only with cholesterol.While all AB-fragments caused increase in Plevels,PS levels were changed according to fragment-type and cholesterol levels.Reduction of viability in group-treated both with AB and cholesterol canbe resolved with partial-inhibition of steroidogenesis.
With thisstudy in-vitro data about relationship between cholesterol,P/PS and AB-toxicity hasbeen obtained.AB have changed both viability and neurosteroid levels depending on fragment-type and cholesterol levels.Consequently,it maybe suggested that cholesterol may play potential keyrole in AB-toxicity by affecting neurosteroid levels