Sıçanlarda periferik iskemi/reperfüzyon zedelenmesine aracılık eden inflamatuvar yanıt ve oksidatif/nitrozatif stres süreçlerinde MTOR'un katkısının MEK1/ERK1/2 etkinliği ile ilişkilendirilerek araştırılması /
Yazar: ÇAĞLA AKINCI UYSAL
Danışman: PROF. DR. SEYHAN ŞAHAN FIRAT
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Mammalian target of rapamycin = Mammalian target of rapamycin ; Mitojenler = Mitogens ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Protein kinazlar = Protein kinases ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; İskemi = Ischemia

Özet:
Bu çalışmada, rapamisinin memelilerdeki hedefinin (mammalian target of rapamycin; mTOR) selektif inhibitörü olan rapamisin kullanılarak, sıçanlarda periferik iskemi/reperfüzyon (İ/R)'a bağlı ortaya çıkan hedef ve uzak organ zedelenmelerine aracılık eden inflamatuvar yanıt ve oksidatif/nitrozatif streste mTOR'un katkısı, mitojen ile etkinleştirilen protein kinaz (mitogen-activated protein kinase; MEK)1/ekstraselüler sinyal ile düzenlenen kinaz (extracellular signal-regulated kinase; ERK)1/2 etkinliğindeki değişiklikler ile ilişkilendirilerek araştırıldı. Sıçanlar 4 gruba ayrıldı: (1) Kontrol, (2) İ/R, (3) Rapamisin (1 mg/kg, i.p.), (4) İ/R+rapamisin grubu. Kontrol grubundaki hayvanlara serum fizyolojik enjeksiyonu dışında herhangi bir işlem uygulanmadı. İ/R ve İ/R+Rapamisin gruplarındaki sıçanların her iki bacağına trochanter major düzeyinde 4 saat iskemi ve ardından 4 saat reperfüzyon uygulandı. Deneyler sonunda sakrifiye edilen sıçanlardan kan, gastrokinemius kası ve böbrek dokuları izole edildi. İzole edilen bu dokulardan hazırlanan doku homojenatlarında ribozomal protein S6 (ribosomal protein S6; rpS6), MEK1, ERK1/2, tümör nekroze edici faktör (tumor necrosis factor; TNF)-α, indüklenebilir nitrik oksit sentaz (inducible nitric oxide synthase; iNOS), p22phox, gp91phox, nitrotirozin protein ekspresyonları ve/veya fosforilasyonları ile miyeloperoksidaz (MPO) ve nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) oksidaz etkinlikleri ölçüldü. Ayrıca, doku örneklerinde ve serumda nitrit düzeyleri ölçüldü. İ/R uygulaması ile rpS6, MEK1 ve ERK1/2 protein ekspresyonları değişmezken fosforilasyonlarında artmanın yanı sıra TNF-α, iNOS, p22phox, gp91phox ve nitrotirozin protein ekspresyonları ile MPO ve NADPH oksidaz etkinliklerinde de artma gözlendi. Ayrıca, İ/R ile dokularda ve serumda nitrit düzeyleri arttı. İ/R'nin neden olduğu tüm bu değişiklikler rapamisin ile geri çevrildi. Bulgularımız, periferik İ/R zedelenmesinde sıçanlarda hedef organ gastrokinemius kası ve uzak organ böbrekte görülen inflamatuvar yanıt ve oksidatif/nitrozatif strese, mTOR ile birlikte MEK1/ERK1/2 etkinliğindeki artışın aracılık ettiğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: mTOR, MEK1/ERK1/2, oksidatif/nitrozatif stres, iskemi/reperfüzyon.

Abstract:
In this study, we investigated changes in mitogen-activated protein kinase (MEK)1/extracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2 activity, in relation to mammalian target of rapamycin (mTOR) activity that contributes to oxidative/nitrosative stress induced by hindlimb (ischemia/reperfusion) I/R injuries by using a selective mTOR inhibitor rapamycin in rats. In the context of this project, the rats were divided into 4 groups: (1) Control, (2) I/R, (3) Rapamycin (1 mg/kg, i.p.), (4) I/R + Rapamycin. The animals in the control group did not undergo any treatment other than saline injection. I/R and I/R+rapamycin groups, both legs of rats were applied at trochanter majör level for 4 hours and then, reperfusion for 4 hours. In control and rapamycin groups, any procedure was not applied. After the experiments, blood, gastrocnemius muscle and renal tissues were isolated from sacrificed rats. By preparing tissue homogenates from isolated tissues, ribosomal protein S6 (rpS6), MEK1, ERK1/2, tumor necrosis factor (TNF)-α, inducible nitric oxide synthase (iNOS), p22phox, gp91phox and nitrotirozyne protein expressions and/or phosphorylation and nitrite levels and myeloperoksidase (MPO) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase activity were measured. While rpS6, MEK1 and ERK1/2 protein expressions did not change with I/R administration, their phosphorylation increased, TNF-α, iNOS, p22phox, gp91phox and nitrotirozyne protein expressions and MPO and NADPH okdidase activity increased. Additionally, I/R administration showed increased serum and tissue nitrite levels. All these changes caused by I/R were reversed with rapamycin. Our results show that the inflammatory response and oxidative/nitrosative stress seen in peripheral I/R injury are mediated by the increase in MEK1/ERK1/2 activity together with mTOR.
Keywords: mTOR, MEK1/ERK1/2, inflammatory response, oxidative/nitrosative stress, ischemia/reperfusion.