Nöroinflamasyonda rol oynayan mekanizmaların terapötik hedef olarak araştırılması
Investigation of mechanisms involved in neuroinflammation as therapeutic targets
Yazar: DERVİŞ BİRİM
Danışman: PROF. DR. GÜLİZ ARMAGAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Blotting-western = Blotting-western ; ELISA =   ; Genler = Genes ; Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) = Reverse transcription polimerase chain reaction ; Glikojen sentaz kinazlar = Glycogen synthase kinases ; Nöroinflamatuar hastalıklar = Neuroinflammatory diseases ; Santral sinir sistemi =   ; Sempatik sinir sistemi = Sympathetic nervous system

Özet:
Yüksek kan basıncı çeşitli organları etkileyen bir hastalıktır. Sempatik sinir sistemi aktivitesi hipertansiyonla yakından ilişkilidir ve kalp ve damar hastalıklarının patolojisinde önemli bir faktördür. Bununla birlikte sempatik aktivasyona nöroinflamasyonun eşlik ettiği bilinmektedir. Son yıllarda inflamazomların keşfiyle birlikte nöroinflamasyon çalışmaları yeni bir boyut kazanmıştır.
Tezin amacı, sempatik aktivite artışında aracı molekül olan Anjiyotensin II (Ang II)'nin nöronal hücrelerde inflamazom aktivasyonu üzerine etkisinin araştırılması ve olası NLRP1 inflamazom aktivasyonunda rol oynayan moleküler hedeflerin ortaya konmasıdır. Tez kapsamında araştırılan glikojen sentaz kinaz 3β (GSK3β) enzimi nöropsikiyatrik ve nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendirilmiş bir enzimdir. Bu enzim beyin sapındaki mekanizmalar aracılığıyla kan basıncının düzenlenmesinde görev almaktadır. 
Tez kapsamında Ang II ile indüklenen in vitro modelde ve in vivo spontan hipertansiyon modelinde NLRP1 inflamazom aktivasyonu ELISA, real-time PCR, Western Blot gibi çeşitli biyokimyasal ve moleküler teknikler kullanılarak IL-1β, kaspaz-1, IL-18, inflamazomla ilişkili genler ve proteinler aracılığıyla ölçülmüştür. Ang II varlığında indüklenen NLRP1 aktivasyonunun GSK3β enzim inhibisyonuna yanıtı hücre kültürü çalışmasıyla değerlendirilmiştir. Ayrıca, GSK3β inhibitörünün NLRP1 inflamazom aktivasyonuna etkisi spontan hipertansif sıçanlara ait beyin sapında araştırılmıştır. Ang II indüksiyonu ile nöronal hücrelerde NLRP1 inflamazomu ve NLRP1 ile ilişkili IL-1β, kaspaz-1, IL-18 düzeylerinde anlamlı artış saptanmıştır (p˂0.05). Tüm bunlara GSK3β aktivasyonunda artış eşlik etmiştir. GSK3β inhibitörü (tideglusib ve LiCl) uygulamaları ile NLRP1 inflamazom aktivasyonu değerlendirilmiştir. IL-1β, kaspaz-1, IL-18 seviyelerindeki azalma GSK3β enziminin NLRP1 inflamazom oluşumu ve aktivitesi ile ilişkili olabileceğini göstermiştir. Yapılan in vivo çalışmalarla spontan hipertansif sıçanlarda tideglusib uygulamasıyla kan basıncında azalma gözlenmiş, beyin sapında yapılan çalışmalarla NLRP1 inflamazomu ve ilişkili (ASC, IL-1β, kaspaz-1, IL-18 ve pNFκB(p65)) parametrelerin azaldığı tespit edilmiştir. Beyin sapında GSK3β inhibisyonunun doğrulanmasıyla nörojenik hipertansiyonla GSK3β enzimi-NLRP1 ilişkisi ortaya konmuştur.
Böylece tez kapsamında, Ang II aracılı NLRP1 inflamazom aktivasyonu nöronal hücrelerde ilk kez araştırılmış, nöroinflamatuar süreçlerde rol oynayan olası mekanizmalara ve söz konusu mekanizmaların terapötik hedef olarak sunulma potansiyeline yanıt aranmıştır.

Abstract:
High blood pressure affects many organs. Sympathetic nervous system activity is closely related to hypertension and is an effective factor in the development of cardiovascular diseases. However, it is known that neuroinflammation accompanies sympathetic activation. With the discovery of inflammasomes in recent years, neuroinflammation studies have gained a new dimension.
The aim of the thesis is to investigate the effect of Angiotensin (Ang) II, which is the mediator molecule in increasing sympathetic activity, on inflammasome activation in neuronal cells and to reveal the molecular targets that play a role in possible NLRP1 inflammasome activation. The glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) enzyme investigated within the scope of the thesis is an enzyme associated with neuropsychiatric and neurodegenerative diseases. This enzyme is involved in regulating blood pressure through mechanisms in the brainstem.
Within the scope of the thesis, Ang II-induced in vitro model and in vivo spontaneous hypertension model were used to examine NLRP1 inflammasome activation through IL-1β, caspase-1, IL-18, inflammasome-related genes and proteins using various biochemical and molecular techniques such as ELISA, real-time PCR, Western Blot. The response of NLRP1 activation induced by Ang II to GSK3β enzyme inhibition was evaluated by cell culture study. Additionally, the effect of GSK3β inhibitor on NLRP1 inflammasome activation was investigated in the brainstem of spontaneously hypertensive rats. Following Ang II treatment, a significant increase was observed in the levels of the NLRP1 inflammasome and its associated IL-1β, caspase-1, IL-18 in neuronal cells (p˂0.05). All of these were accompanied by an increase in GSK3β activation. NLRP1 inflammasome activation was evaluated following GSK3β inhibitors, tideglusib and LiCl applications. It can suggested that the decrease in IL-1β, caspase-1, and IL-18 levels with these applications may be related to the NLRP1 inflammasome activation and GSK3β enzyme activity. In in vivo studies, a decrease in blood pressure was observed with tideglusib administration in spontaneously hypertensive rats, and studies in the brainstem showed that the NLRP1 inflammasome activation and its related parameters (ASC, IL-1β, caspase-1, IL-18 and pNFκB(p65)) decreased. By confirming GSK3β inhibition in the brainstem, the GSK3β enzyme-NLRP1 relationship with neurogenic hypertension has been demonstrated.
Thus, within the scope of the thesis, Ang II-mediated NLRP1 inflammasome activation was investigated for the first time in neuronal cells, and answers were sought for possible mechanisms that play a role in neuroinflammatory processes and the potential of these mechanisms to be presented as therapeutic targets.