C1Q ve kompleman düzenleyici protein CD59'un hiperglisemi koşullarında SH-SY5Y hücre canlılığı üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of c1q and complement regulatory protein CD59 on the sh-SY5Y cell viability in hyperglycemic conditions
Yazar: AYŞE BAŞAK ENGİN
Danışman: DOÇ. DR. RESUL KARAKUŞ
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İmmünoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Dopaminerjik ajanlar = Dopaminergic agents ; Hiperglisemi = Hyperglycemia ; Hücreler = Cells ; Kompleman sistem proteinleri = Complement system proteins ; Nöronlar = Neurons ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; İnsülin direnci = Insulin resistance

Özet:
Dopaminerjik nöronlarda yüksek glukoza maruziyet ve insülin direnci nedeni ile meydana gelen ilerleyici nöron hasarında N-metil-d-aspartat (NMDA) reseptör ve nöronal nitrik oksit sentaz aracılı oksidatif stresin azaltılmasının nöron ölümünü önleyip önlemediği bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı, Uluslararası Diyabet Federasyonu ölçütlerine göre yüksek glukoza maruz kalan dopaminerjik nöronlarda glukotoksisite ve insülin direnci ile ortaya çıkan oksidatif stresin sonuçlarını incelemektir. Bu bağlamda nöronal mitokondrial disfonksiyona ve bunun kompleman sistemine yansımasına, NMDA reseptör blokajı ve nöronal nitrik oksit sentaz inhibisyonunun etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada SH-SY5Y insan nöroblastoma dopaminerjik hücreleri 150, 200, 250mg/dL glukoz bulunan ortamda insülin, NMDA reseptör antagonisti; kinürenik asit ve nöronal nitrik oksit sentaz inhibitörü; Nω-nitro-L-arginin metilester (L-NAME)'e maruz bırakılmıştır. İki hücre siklusunda oksidatif stres, total mitokondrial metabolik aktivite/hücre canlılığı (MTT), nitrik oksit, glukoz transporter 3 (GLUT3), kompleman bileşeni 1q (C1q) ve kompleman düzenleyici protein 59 (CD59) ölçülmüştür. Yüksek glukoza maruz kalan nöronlarda glukoz transportunun iki kat arttığı, ikinci hücre siklusunda hücre canlılığında azalmanın, oksidatif stres ve mitokondrial fonksiyon kaybı ile birlikte olduğu, insülin direncinin mitokondrial disfonksiyon ve nöron ölümünü hızlandırdığı tespit edilmiştir. Yüksek glukozla NMDA reseptör-aracılı olarak meydana gelen reaktif nitrojen radikallerine dayalı oksidatif streste, SH-SY5Y hücreleri tarafından sentezlenen C1q'nun doğrudan katkısı olduğu, C1q ve CD59 konsantrasyonlarındaki değişikliğin nitrik oksit düzeyleri ile ilişkili olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar endojen bir NMDA reseptör antagonisti olan kinürenik asitin oksidatif stresin ve mitokondrial disfonksiyonun azaltılması, insülin direncinin düzeltilmesinde L-NAME'e göre daha başarılı olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
It is still not known whether reducing N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor and neuronal nitric oxide synthase-mediated oxidative stress might prevent the neuronal death caused by progressive damage of the dopaminergic neurons via exposure to high glucose and insulin resistance. The aim of this study was to investigate the effect of NMDA receptor blockage and/or inhibition of neuronal nitric oxide synthase on mitochondrial function and complement system. Dopaminergic neurons were exposed to insulin and high glucose according to the International Diabetes Federation criteria, and associated oxidative stress came up due to glucotoxicity and insulin resistance. SH-SY5Y human neuroblastoma dopaminergic cells were exposed to insulin, endogenous NMDA receptor antagonist; kynurenic acid and neuronal nitric oxide synthase inhibitor; Nω-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) in cell culture media containing 150, 200, 250 mg/dL glucose. Oxidative stress, total mitochondrial metabolic activity/cell viability (MTT), nitric oxide, GLUT3, C1q and CD59 were measured at two cell cycles. In high glucose exposed neurons; glucose transport was increased by two fold, decrease in cell viability in the second cell cycle was associated with oxidative stress and loss of the mitochondrial function, insulin resistance exacerbated mitochondrial dysfunction and accelerated the neuronal cell death. C1q was found to directly contribute to the oxidative stress, originated from the reactive nitrogen radicals produced by glucose via NMDA receptors. Alteration in C1q and CD59 concentrations were related to the nitric oxide levels. These results indicated that kynurenic acid was more successful than L-NAME in suppressing the oxidative stress, decreasing mitochondrial dysfunction and ameliorating the insulin resistance.