Alzheimer Rat Modelinde Taurin Uygulamasının Bilişsel Fonksiyonlar, Apoptoz, MikroRNA-34a, İnflamasyon ve Oksidatif Stres Belirteçleri Üzerine Etkisi
The Effect of Taurine Administration on Cognitive Functions, Apoptosis, MicroRNA-34a, Inflammation and Oxidative Stress Markers in Rat Model of Alzheimer
Yazar: BURAK KAYABAŞI
Danışman: PROF. DR. SİBEL DİNCER
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Amaç: Çalışmamızda intraserebroventriküler (isv) Amiloid Beta 1-42 (Aβ1-42) uygulaması ile sıçanlarda oluşturulmuş Alzheimer benzeri hastalık modelinde taurinin; öğrenme-bellek, apoptoz, miR-34a, oksidatif stres ve inflamasyon üzerine olan etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.

Gereç-Yöntem: Wistar Albino cinsi 30 adet erkek sıçan; kontrol, taurin, Aβ1-42 ve Aβ1-42+taurin olmak üzere dört gruba ayrıldı. Aβ1-42 ilgili gruplara isv (bilateral, toplam:10μg/10μl) olacak şekilde uygulandı. İsv Aβ1-42 uygulamaları sonrasında taurin de ilgili gruplara 250 mg/kg/gün olacak şekilde oral (gavaj ile), 32 gün boyunca verildi. 14.-18.günler ve 28.-32.günler arasında iki kere Morris Su Tankı (MST) testi yapıldı. 33. günde sakrifiye edilen hayvanların beyin dokularında proapoptotik bax, aktif kaspaz-3 (cleaved caspase-3) ve antiapoptotik bcl-2 proteinleri Western blot yöntemiyle, bcl-2 gibi antiapoptotik proteinlerle ilişkisi bulunan ve genellikle apoptotik etkili olduğu düşünülen miR-34a, qPCR ile değerlendirildi. Bunlara ek olarak total oksidan seviye (TOS), total antioksidan seviye (TAS), malondialdehit (MDA) ve glutatyon (GSH) gibi oksidatif süreçle ilişkili parametreler ve TNF-α, IL-1β ve IL-10 gibi inflamatuar süreçle ilişkili parametreler ELISA ve kolorimetrik yöntemler gibi spektrofotometrik analizlerle çalışıldı.

Bulgular: 14.-18. günler arasında yapılan MST testi 5.günde Aβ1-42 grubunun hedef kadranda geçirdiği (probe test) sürenin, kontrol grubuna göre anlamlı olarak kısa olduğu (p<0,05), 28.-32. günler arasında yapılan MST testin 3. ve 4. gününde Aβ1-42 grubunun kaçış latansı sürelerinin, kontrol grubuna göre anlamlı olarak uzun olduğu görüldü (p<0,05); ancak taurin tedavisi uygulanmış olan Aβ1-42 grubunda, kontrol grubuna göre fark saptanmadı (p>0,05). Ayrıca ikinci MST testinin 5.gün probe test süresinin hem Aβ1-42 hem de taurin uygulanmış olan Aβ1-42 grubunda kontrol grubuna göre kısa olduğu görüldü (p<0,05). Bax ve aktif kaspaz-3 proteinleri Aβ1-42 grubunda kontrol grubuna göre yüksek iken, bcl-2 seviyeleri düşüktü (p<0,05). Taurin tedavisi uygulanmış Aβ1-42 grubu, Aβ1-42 ile kıyaslandığında bax ve aktif kaspaz-3 seviyelerinin taurin ile azaldığı, bcl-2'nin de arttığı görüldü (p<0,05). Plazma miR-34a seviyelerinin Aβ1-42 uygulaması ile azaldığı, beyin miR-34a seviyelerinin ise değişmediği saptandı. Aβ1-42 uygulaması serum TOS ve beyin MDA düzeylerini arttırdı (p<0,05). Taurin uygulanan Aβ1-42 grubunda beyin IL-10 seviyeleri, Aβ1-42 grubuna göre yüksek bulundu (p<0,05).

Sonuç: Taurin; daha ileri çalışmalarla desteklendiği takdirde, antiapoptotik, antioksidan ve anti-inflamatuar etkileriyle, Alzheimer ve benzeri ilerleyici demans durumlarında, öğrenme ve bellek fonksiyonlarındaki bozulmayı hafifletici bir ajan olarak profilaktik ya da destek tedavi protokollerinde kendine yer bulabilir.

Abstract:
Objective: In our study, we aim to evaluate the effects of taurine on learning and memory, apoptosis, miR-34a, oxidative stress and inflammation in Alzheimer's-like disease model induced by intracerebroventricular (icv) administration of Amyloid Beta 1-42 (Aβ1-42) in rats.

Methods: 30 male Wistar Albino rats were divided into four groups as control, taurine, Aβ1-42 and Aβ1-42+taurine. Icv Aβ1-42 (bilateral, total: 10μg/10μl) was admnistrated to related groups. After icv Aβ1-42 administrations, taurine was administrated to related groups via oral gavage at dose 250 mg/kg/day for 32 days. Morris Water Maze (MWM) test was performed twice between days 14-18 and 28-32. On day 33, rats were sacrificed. After that proapoptotic bax, cleaved caspase-3 and antiapoptotic bcl-2 proteins were analyzed by Western Blot technique in the brain tissues. miR-34a, which is associated with antiapoptotic proteins such as bcl-2 and is generally considered to have apoptotic effects, was analyzed by qPCR. Oxidative process parameters such as total oxidant level (TOS), total antioxidant level (TAS), malondialdehyde (MDA) and glutathione (GSH) and inflammatory process parameters such as TNF-α, IL-1β and IL-10 were evaluated by spectrophotometric assays such as ELISA and colorimetric methods.

Results: On 5th day of the MWM test performed between days 14-18, the time spent in the target quadrant (probe test) of the Aβ1-42 group was significantly shorter than the control group (p<0,05), and on 3rd and 4th days of the MWM test performed between days 28-32, the escape latency times of the Aβ1-42 group were significantly longer than the control group (p<0,05); however, these findings were not significant in the taurine administrated Aβ1-42 group compared to the control group (p>0,05). In addition, the probe test duration on 5th day of the second MWM test was shorter in both Aβ1-42 and taurine administrated Aβ1-42 groups compared to the control group (p<0,05). Bax and cleaved caspase-3 proteins were higher in the Aβ1-42 group compared to the control group, while bcl-2 protein levels were lower (p<0,05). Compared to Aβ1-42, in the taurine administrated Aβ1-42 group, bax and active caspase-3 levels decreased and bcl-2 increased due to taurine (p<0,05). Plasma miR-34a levels decreased with Aβ1-42 administration, whereas brain miR-34a levels were unchanged. Aβ1-42 administration increased serum TOS and brain MDA levels (p<0,05). Brain IL-10 levels were higher in the taurine administrated Aβ1-42 group compared to the Aβ1-42 group (p<0,05). 

Conclusion: Taurine, if supported by further studies, may be included in prophylactic or supportive treatment protocols with its antiapoptotic, antioxidant and anti-inflammatory effects as an agent to alleviate the deterioration in learning and memory functions in Alzheimer's and similar progressive dementia conditions.