Rat pankreatik beta hücre hattında (INS-1E) metformin ön koşullamasının er stres belirteçleri üzerindeki etkisi
The effect of metformin preconditioning on er stress markers in rat pancreati̇c beta cell line (İNS-1E)
Yazar: GİZEM GÜNER
Danışman: PROF. DR. HASİBE VERDİ
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Ön koşullama stratejisi, önden düşük seviyede stres uyarına maruz bırakılan hücrelerin yıkıcı stres koşullarına karşı direnç kazanmasını hedefler. Metformin, son dönemde, çeşitli patolojilere karşı etkinliği bildirilen bir ön koşullama ajanıdır. Aynı zamanda uzun yıllardır yaygın olarak kullanılan bir antihiperglisemiktir. Metforminin hepatik glukoz üretimini baskılayıp periferal insülin hedefli dokularda glukoz alımını arttırarak plazma glukoz seviyesini düşürdüğü bilinmektedir. Buna karşın pankreatik beta hücrelerindeki etkileri ve çalışma mekanizması hala net değildir. Bu tez çalışmasında metformin ön koşullamasının INS-1E pankreatik beta hücrelerinde lipotoksik hasara karşı koruyuculuğu incelenmiştir. Hücre canlılığı MTT testi ile, insülin salgı fonksiyonu sıçan insülin ELISA kit ile değerlendirilmiştir. Metforminin pankreatik beta hücrelerindeki etki mekanizmasında ER stres cevabı mekanizmasının rol alıp almadığını incelemek amacıyla GRP78, sXBP1, eIF2a, ATF6 ve CHOP protein ifadelenme değişimleri Western Blot tekniği ile analiz edilmiştir. Ek olarak çeşitli ilaçların hücreye alımından sorumlu olan OCT ailesinden OCT2 proteininin pankreatik beta hücrelerine metformin alımında görev alıp almadığını incelemek için ifadelenme değişimi incelenmiştir. Metformin normal kültür koşullarında hücre canlılığını azaltmış ve insülin salgı fonksiyonunu bozmuştur. Buna karşın metformin ön koşullaması palmitik asit (PA) ile tetiklenen hücre canlılığı azalışını ve insülin salgı miktarı değişimini önlemiştir. Normal kültür koşullarında ER stres elemanlarının ifadelenmesini arttıran metformin, ön koşullama için kullanıldığında PA ile tetiklenen ER stres cevabını azaltmaktadır. Buna göre metformin ön koşullaması adaptif katlanmamış protein yanıtı (KPY) yanıtını önceden uyararak PA maruziyetiyle terminal KPY yolağının tetiklenmesini önlemektedir.

Abstract:
The strategy of preconditioning for enhancing cell resistance entails subjecting cells to sublethal stress conditions prior to their exposure to a more intense stressor. Recently, metformin is a preconditioning agent reported to be effective against various pathologies. Additionally, it has been widely used as an antihyperglycemic agent for many years. It is known that metformin suppresses hepatic glucose production and increases glucose uptake in peripheral insulin-targeted tissues, thereby reducing plasma glucose levels. However, its effects on pancreatic beta cells and its working mechanism in this context are still not clear. This study investigated the protective effect of metformin preconditioning against palmitic acid (PA) induced lipotoxic damage in INS-1E pancreatic beta cells. Cell viability was assessed using the MTT test, and insulin secretion function was evaluated using a rat insulin ELISA kit. Metformin reduced cell viability and impaired insulin secretion function under normal culture conditions. However, metformin preconditioning prevented the PA-induced decrease in cell viability triggered and the beta cell insulin secretion dysfunction.  Metformin, which increases the expression of endoplasmic reticulum (ER) stress components under normal culture conditions, reduces the ER stress response triggered by PA when used for preconditioning. Metformin preconditioning pre-stimulates adaptive unfolded protein response (UPR) and prevents PA-induced terminal UPR.