Deneysel diyabetik nefropati modelinde Apigenin'in mezanjiyal gata-3 ekspresyonu ve PDGFR-B/NFxB sinyal yolağı üzerine etkileri
Effects of Apigenin on mesangial gata-3 expression and PDGFR-B/NFxB signal pathway in experimental model of diabetic nephropathy
Yazar: TUĞÇE SAPMAZ
Danışman: PROF. DR. SAİT POLAT
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Apigenin = Apigenin ; Diabetik nefropatiler = Diabetic nephropathies

Özet:
Diyabetik nefropati (DN), diyabetin en sık görülen mikrovasküler komplikasyonu olup diyaliz gerektiren son dönem böbrek yetmezliğinin de (SDBY) en sık rastlanan nedenidir. Çeşitli tedavi stratejileri geliştirilmesine rağmen, şu ana kadar DN için etkili ve işlevsel bir tedavi protokolü bulunamamıştır. Yapılan çalışmaların birçoğunda, birden fazla koruyucu etkiye sahip flavonoidlerin DN'yi hafifletebileceği gösterilmiştir. Bazı meyvelerde ve sebzelerde bol miktarda bulunan bir flavonoid olan Apigenin'in anti-enflamatuvar, antioksidan ve antikanser gibi farklı farmakolojik etkiler gösterdiği bilinmektedir. 
DN non-immün bir hastalık olarak kabul edilmesine rağmen, yapılan çalışmalar immünolojik ve enflamatuvar mekanizmaların DN patolojisinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Diabetes Mellitus (DM) kaynaklı hipergliseminin neden olduğu mezanjiyal hücre proliferasyonu, DN'nin belirleyici bir özelliği olup, mezanjiyal proliferasyonda yer alan mekanizmaları anlamak klinik açıdan önemlidir. Bu nedenle, bu çalışmada, ilk defa, Streptozotosin (STZ) enjeksiyonuyla indüklenen deneysel DN modelinde Apigenin'in mezanjiyal hücre proliferasyonu üzerindeki etkisi GATA bağlayıcı protein 3 (GATA3), Platelet kökenli büyüme faktörü reseptör-β (PDGFR-β) ve Nükleer faktör-kappa B (NFκB) ekspresyonları üzerinden değerlendirildi. 
Kırk iki adet erkek Wistar cinsi sıçan, diyabet oluşturulmayan ve herhangi bir işlem yapılmayan kontrol grubu, diyabet oluşturulmayan ve 4 hafta boyunca sadece serum fizyolojik verilen sham grubu, diyabet oluşturulmayan ve 4 hafta boyunca Apigenin alan Api grubu, diyabet oluşturulmayan ve 4 hafta boyunca bir NFκB inhibitörü olan Pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) alan PDTC grubu, tek doz STZ enjeksiyonuyla DN modeli oluşturulan DN grubu, diyabetin oluştuğu deneyin üçüncü gününden itibaren 4 hafta boyunca Apigenin alan DN+Api grubu ile DN modeli oluşturulan ve DN modeli oluşturulan ve sakrifikasyondan 4 saat önce PDTC verilen DN+PDTC grubu olmak üzere 7 gruba ayrıldı. Bütün gruplardan elde edilen böbrek doku ve kan serum örnekleri, ışık ve elektron mikroskobik, immunohistokimyasal, moleküler biyolojik ve biyokimyasal yöntemlerle değerlendirildi. 
DN grubunda GATA3, PDGFR-β ve NF-κB ekspresyonlarının arttığı, DN+Api ve DN+PDTC gruplarında ise ekspresyon seviyelerinin belirgin olarak azaldığı bulundu. Mikroskobik incelemelerde, DN grubunda glomerüllerde mezanjiyal proliferasyona bağlı olarak diffüz ve nodüler glomerüloskleroz, fibrozis, tübüler hücrelerde ve renal cisimciklerde şiddetli dejeneratif değişiklikler izlenirken, Apigenin tedavi grubunda bu DN kaynaklı renal hasarın azaldığı gözlendi. İlginç olarak çalışmamızda, Apigenin tedavisi uygulanan gruba göre PDTC uygulanan grupta PDGFR-β ekspresyonunun etkili bir şekilde azalması, PDGFR-β ile NFκB arasında feedback mekanizmasının olduğunu düşündürdü. 
Bütün bulgular birlikte değerlendirildiğinde, DN durumunda PDGFR-β/NF-κB üzerinden ekspresyonu artan GATA3'ün ve NF-κB'nin, Apigenin tedavisiyle ekspresyonunun azaldığı, böylece mezanjiyal proliferasyonun ve enflamasyonun baskılandığı düşünüldü. Apigenin tedavisi ile birlikte glomerüloskleroz ve fibrozisin etkili bir şekilde azaldığı ve bu yolla renal iyileşmeyi de sağladığı, dolayısıyla DN'de mezanjiyal proliferasyonu azaltıcı anti-glomerülosklerotik terapötik bir ajan olarak değerlendirilebileceği kanaatine varıldı.

Abstract:
Diabetic nephropathy (DN) is the most common microvascular complication of diabetes and is also the most common cause of end-stage renal disease (ESRD) requiring dialysis. Despite the development of various treatment strategies, an effective and functional treatment protocol for DN has not yet been found. Numerous studies have shown that flavonoids, which have multiple protective effects, can alleviate DN. Apigenin, a flavonoid found abundantly in some fruits and vegetables, is known to exhibit pharmacological effects such as anti-inflammatory, antioxidant and anticancer properties.
Traditionally considered a non-immune disease, accumulating evidence now suggests that immunologic and inflammatory mechanisms play a significant role in the pathology of DN. Mesangial cell proliferation induced by hyperglycemia associated with DM is a hallmark feature of DN, and understanding DN and the regulation of this mechanism is clinically important. Therefore, in this study, for the first time, the effect of Apigenin on mesangial cell proliferation in an experimental DN model induced by Streptozotosin (STZ) injection was evaluated through GATA3, PDGFR-β and NFκB expressions.
Forty-two male Wistar rats were divided randomly into seven groups as intact control group with no diabetes induction or any intervention,  sham group receiving only physiological saline for 4 weeks, Api group receiving Apigenin for 4 weeks without diabetes induction, PDTC group receiving PDTC for 4 weeks without diabetes induction, DN group with a single dose of STZ injection to induce DN, DN+Api group receiving Apigenin for 4 weeks starting from the third day of diabetes induction, and DN+PDTC group receiving PDTC 4 hours before sacrifice after DN induction. Kidney tissue and blood serum samples from all groups were evaluated using light and electron microscopy, immunohistochemical, molecular biological, and biochemical methods.
It was found that GATA3, PDGFR-β and NF-κB expressions were upregulated in DN group, while their expression levels were significantly decreased in DN+Api and DN+PDTC groups. Microscopic examinations revealed diffuse and nodular glomerulosclerosis due to mesangial proliferation, fibrosis and severe degenerative changes of tubular cells and renal corpuscles in DN group, whereas a reduction in renal damage related to DN was observed in Apigenin treatment group. Interestingly, in our study, downregulation of PDGFR-β expression with PDTC compared to the group treated with Apigenin suggested an effective feedback mechanism between PDGFR-β and NFκB.
Taken together, the findings suggest that GATA3 and NF-κB, upregulated via PDGFR-β/NF-κB in DN, are downregulated with Apigenin treatment, thereby suppressing mesangial proliferation and inflammation. Apigenin treatment effectively reduced glomerulosclerosis and fibrosis, thus facilitating renal recovery. Therefore, it is concluded that Apigenin, as an anti-glomerulosclerotic therapeutic agent, could be considered for reducing mesangial proliferation in DN.