6-shogaol ve 6-gingerol'un LPS ile indüklenmiş endotoksemide COX-2 üzerinden etkileri
The effect on COX-2 of 6-shogaol ve 6-gingerol LPS-induced endotoxemia
Yazar: BİLGE CUMAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MÜKERREM BETÜL AYCAN
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Dinoproston = Dinoproston ; Endotoksinler = Endotoxins ; Genler = Genes ; Gingerol = Gingerol ; Lipopolisakkaritler = Lipopolysaccharides ; Prostaglandinler = Prostaglandins ; Shogaol = Shogaol ; Tümör nekroz faktörleri = Tumor necrosis factors ; İnterlökin 1 = Interleukin 1 ; İnterlökin 6 = Interleukin 6

Özet:
Çalışmamızda, geleneksel Çin tıbbında enflamasyon ve oksidatif hasarın neden olduğu çeşitli hastalıkların tedavisinde sıklıkla kullanılan Zingiber Officinale Rosc. (Zingiberaceae) bitkisinden elde edilen 6-shogaol ve 6-gingerol'ün enflamasyonda in vivo etkileri araştırıldı. 
Deneylerde; Erciyes Üniversitesi Deneysel ve Klinik Araştırma Merkezinden sağlanan ağırlıkları 300±25 g arasında değişen 10 haftalık 36 adet Wistar Albino cinsi erkek sıçan kullanıldı. Deneyler; kontrol, 6-shogaol, 6-gingerol, LPS (Lipopolisakkarit), LPS+ 6-shogaol, LPS+ 6-gingerol olmak üzere 6 grup üzerinde gerçekleştirildi. Endotoksemi; hayvanlara 15 mg/kg LPS  uygulanarak oluşturuldu ve tedavi gruplarında 6-gingerol ve 6-shogaol 4 mg/kg dozlarında intraperitoneal uygulandı. Alınan serum örneklerinde TNF-α (Tümör nekrozis faktör-α), IL-1β(İnterlökin-1β), IL-6(İnterlökin 6), IL-10(İnterlökin 10), NO(Nitrik oksit) ve PGE2(Prostaglandin E2)düzeyleri ölçüldü. Karaciğer ve böbrek dokularında ise COX-2(Siklooksijenaz 2) ve iNOS(indüklenebilir nitrik oksit sentaz) enzim aktivitelerine, PGE2 düzeylerine bakıldı. Yine bu doku homojenatlarında western blot analizi ile COX-2 ve iNOS protein miktarlarına, RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) ile COX-2, iNOS ve mPGES-1(mikrozomal prostaglandin E sentaz 1) enzimlerinin mRNA düzeyleri ölçüldü.  
LPS uygulanan grubta TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-10, NO ve PGE2 düzeylerinin kontrol grubuna göre (p<0,05) yükseldiği gözlenirken 6-shogaol ve 6-gingerol ile tedavi gruplarında azalma (p<0,05)  meydana gelmiştir. Karaciğer dokusunda PGE2 düzeyleri ve COX-2 enzim aktivitesi açısından gruplar arasında fark gözlenmezken böbrek dokusunda tedavi gruplarında artış (p<0,05) meydana gelmiştir. iNOS enzim aktivitesi ise hem karaciğer hem de böbrek dokusunda 6-gingerol ile tedavi gruplarında azalmıştır 
(p<0,05). Karaciğer dokusu western blot analizinde COX-2 ve iNOS enzim miktarları LPS uygulaması ile artmış ve tedavi gruplarında azalmıştır (p<0,05). Karaciğer dokusunda COX-2, iNOS ve mPGES-1 enzimlerinin mRNA düzeyleri LPS uygulaması ile artmış tedavi gruplarında azalmıştır (p<0,05). Böbrek dokusunda COX-2 enzimi mRNA düzeyi LPS uygulaması ile artmış tedavi gruplarında azalma gözlenmiştir (p<0,05). iNOS ve mPGES-1 enzimlerinde LPS ile artış ise tedavi gruplarında artmaya devam etmiştir (p<0,001; p<0,05). 
Sonuç olarak 6-gingerol ve 6-shogaol'ün, ratlarda LPS ile indüklenmiş endotoksemiye karşı etkilerinin ilk defa araştırıldığı bu çalışma ile zencefilin antienflamatuar etkilerinin bu bileşenlerinden kaynaklanabileceği ve bu antienflamatuar etkinin de, proenflamatuar sitokinleri, iNOS ve COX-2 enzim aktivitelerini ve bunların NO, PGE2 gibi ürünlerini sistemik olarak azaltmasından kaynaklandığı ilk kez bu çalışma ile gösterilmiştir.

Abstract:
In our study, we examined the in vivo effects of  6-shogaol and 6-gingerol during inflammation. These agents are subtracted from Zingiber Officinale Rosc. (Zingiberaceae) and have been widely used in the treatment of various inflammatory and oxidative diseases in traditional Chinese medicine.  
The experiments were performed on 36 ten weeks old Wister Albino type male rats which are provided by Erciyes University Experimental and Clinical Research Center and their weights were ranging between 300 ± 25 grams. The subjects were categorized into six groups as controls, 6-shogaol, 6-gingerol, LPS (Lipopolysaccharide), LPS plus 6-shogaol, LPS plus 6-gingerol. Endotoxicity was created by applying 15 mg / kg LPS  and the treatment groups received 4 mg/kg  6-gingerol and 6-shogaol intraperitoneally. Blood serum levels of TNF-α (Tumor necrosis factor alpha), IL-1β (Interleukin 1 beta), IL-6  (Interleukin 6), IL-10 (Interleukin 10), NO (Nitric oxide) and PGE2(Prostaglandin E2) were measured. The activities of COX-(Cyclooxygenase-2) and iNOS(Inducible nitric oxide synthase) enzymes and the levels of PGE2 were examined on the kidney and liver tissues of animals.  On aforementioned tissue homogenates, we measured the amounts of COX-2 and iNOS protein by western blotting, and the mRNA levels of COX-2, iNOS and mPGES-1(Microsomal Prostaglandin E2 syntase-1) enzymes through RT-PCR (Real time polymerase chain reaction) 
It was observed that the levels of TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-10,NO and PGE2 were elevated in LPS applied group when compared to the controls (p<0,05), the levels were decreased in the treatment groups with 6-shogaol and 6-gingerol (p<0,05). There was no significant difference between the groups for the COX-2 and PGE2 enzyme activities in liver tissue, however the treatment groups demonstrated higher activity in kidney tissue 
(p<0,05). The western blotting analysis of liver tissues showed that COX-2 and iNOS enzyme amounts were increased with LPS application and decreased in the treatment groups (p<0,05) .In that liver tissues, the mRNA levels of COX-2, iNOS and mPGES-1 enzymes were increased with LPS application and decreased in the treatment groups (p<0,05). In the kidney tissues, COX-2 enzyme mRNA levels were increased with LPS application and decreased in the treatment groups (p<0,05). iNOS and mPGES-1 enzyme levels were elevated with LPS application in the kidney tissues, including the treatment groups (p<0,001, p<0,05).  
As a conclusion, in this first study looking for the effects of 6-gingerol and 6-shogaol against LPS induced endotoxicity on rats, it was demonstrated that the anti-inflammatory effects of ginger might be through these molecules and these anti-inflammatory effects work by systematically diminishing the activities of pro-inflammatory cytokines, iNOS and COX-2 enzymes and their products like NO and  PGE2.