SH-SY5Y hücrelerinde 1-metil 4-fenilpridinyum (MPP+) ile oluşturulan in vitro parkinson modelinde irisin'in mirna ekspresyonları üzerine etkisi
The effect of irisin on mirna expressions in an in vitro model of parkinson's induced by 1-methyl 4-phenylpyridinium (MPP+) in SH-SY5Y cells
Yazar: TUTKU KARABAŞ
Danışman: PROF. DR. LOKMAN AYAZ
Trakya Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; İrisin = Irisin

Özet:
Giriş ve Amaç: Çalışmamızın amacı, SHSY-5Y hücrelerine MPP+ uygulaması ile oluşturulan Parkinson hastalığı (PH) modelinde, irisinin koruyucu ve tedavi edici etkilerini araştırmaktır. Bu bağlamda, PH patogenezinde önemli rol oynayan FNDC5, PGC-1α ve BDNF genleri ile ilişkili miR-129-1-3p, miR-138-5p, miR-143-3p ve miR-182-5p mikroRNA'larının ekspresyon profillerinin incelenmesi hedeflenmektedir.

Gereç ve Yöntemler: Bir nörotoksin olan MPP+'nin ve egzersiz ilişkili hormon irisinin SHSY-5Y hücrelerinin canlılığına etkisi 3-(4,5-dimetil-2-tiyazolil)-2,5-difenil-2H-tetrazolyum bromür testi ile ölçüldü. MPP+ ve irisin uygulanan SHSY-5Y hücrelerinde miR-129-1-3p, miR-38-5p, miR-143-3p ve miR-182-5p'nin ekspresyonları RT-PCR kullanılarak değerlendirildi.

Bulgular: SHSY-5Y hücrelerine 24 saat süreyle uygulanan 1500 µM MPP+ hücre canlılığını kontrole göre önemli oranda azalttı (p<0,05). 48 saat süreyle 20 nM irisin uygulaması ise hücre canlılığını azaltmadı. miR-129-1-3p ekspresyonu hasta gruba göre tedavi gruplarında anlamlı olarak arttı (p<0,05). miR-138-5p ekspresyonu ise kontrol ve hasta gruplarına göre post-tedavi grubunda anlamlı olarak arttı (p<0,05). miR-143-3p ekspresyonu kontrol grubuna göre hasta grubunda azalırken ve pre-tedavi grubunda ise anlamlı olarak arttı (p<0,05). miR-182-5p ekspresyonu, hasta ve kontrol grubuna göre pre-tedavi grubunda anlamlı olarak arttı (p<0,05). 

Sonuç: Sonuç olarak, miR-129-1-3p, miR-138-5p, miR-182-5p, miR-143-3p ekspresyonlarının PH modelinde irisin uygulamasıyla artmasının nörodejeneratif süreci baskılayabileceğini ve ilişkili genler üzerinde gen ekspresyonunu arttırıcı yönde etki edebileceğini düşünmekteyiz. Çalışmamızdaki miRNA'lar PH'nin erken tanısına katkı sağlayabilir. Ayrıca, egzersiz aracılığıyla anormal ekspresyon seviyelerinin düzenlenmesi, PH tedavisinde terapötik bir ajan olarak kullanılma potansiyeline sahip olabilir.

Abstract:
Background and Aim: The aim of this study is to examine the protective and therapeutic effects of irisin in an MPP+-induced Parkinson's disease (PD) model in SH-SY5Y cells. In this regard, the study aims to assess the expression profiles of microRNAs (miR-129-1-3p, miR-138-5p, miR-143-3p, and miR-182-5p) associated with the FNDC5, PGC-1α, and BDNF genes, which play significant roles in PD pathogenesis.

Material and Methods: The impact of the neurotoxin MPP+ and the exercise-associated hormone irisin on the viability of SHSY-5Y cells was measured using the 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide test. The expressions of miR-129-1-3p, miR-38-5p, miR-143-3p, and miR-182-5p were evaluated in SHSY-5Y cells treated with MPP+ and Irisin using RT-PCR.

Results: Exposure of SHSY-5Y cells to 1500 µM MPP+ for 24 hours resulted in a significant reduction in cell viability compared to the control group. In contrast, treatment with 20 nM irisin for 48 hours did not affect cell viability. The expression of miR-129-1-3p was significantly elevated in the treatment groups compared to the disease group (p<0,05). Similarly, miR-138-5p expression was significantly increased in the post-treatment group compared to both the control and disease groups (p<0,05). The expression of miR-143-3p was significantly decreased in the disease group compared to the control group, but it was significantly increased in the pre-treatment group (p<0,05). Moreover, miR-182-5p expression was significantly elevated in the pre-treatment group compared to both the disease and control groups (p<0,05).

Conclusion: In conclusion, we propose that the increased expression of miR-129-1-3p, miR-138-5p, miR-182-5p, and miR-143-3p following irisin treatment in the PH model may suppress the neurodegenerative process and positively affect gene expression related to this process. The miRNAs investigated in our study had the potential to contribute to the early diagnosis of PD. Additionally, the regulation of abnormal expression levels via exercise could serve as a therapeutic agent in the treatment of PH.