Pankreatik beta hücrelerinde (INS-1) 4-hidroksinonenal' in endoplazmik retikulum stres, apoptozis, insulin salıverilmesi ve detoksifikasyon enzimleri üzerine olası etkileri
Effects of 4-hydroxynonenal on Endoplasmic reticulum stres, apoptosis, insulin release and detoxification enzymes in pancreatic beta cells (INS-1)
Yazar: AHMET CUMAOĞLU
Danışman: PROF. DR. AYSEL ARICIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: 4-hidroksinonenal = 4-hydroxynonenal ; Apoptozis = Apoptosis ; Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Hücreler = Cells ; Pankreas = Pancreas ; Stres = Stress ; İnsülin = Insulin

Özet:
4-hidroksinonenal lipid peroksidasyonunun bir ürünü olup, yüksek konsantrasyanlarda hücrelerde proteinlerle stabil ürünler oluşturur. Artmış stabil ürünler endoplazmik retikulumda (ER) katlanmamış protein cevabını başlatır. Artmış katlanamamış protein cevabı veya kronik endoplazmik retikulum stres apoptozis ve otofajiyi indükler. Böylece bizde çalışmamızda, pankreatik beta hücrelerinde 4-hidroksinonenal' in ER stres sensör proteinleri, detoksifikasyon enzimleri, apoptozis ve insulin salıverilmesi üzerine etkilerini araştırdık. INS-1 hücrelerinde 4-hidroksinonenal artan zamana ve doza bağlı olarak hücre canlılığını azaltmıştır. 4-hidroksinonenal toksik dozda bazal ve glukozla tetiklenen insulin salıverilmesini anlamlı derecede azaltmıştır. 4-hidroksinonenal uygulaması detoksifikasyonda görevli glutatyon-s-transferaz ve aldoz redüktaz 1B1 protein ifadelenmelerini toksik dozlarda uyarmıştır. Endoplazmik retikulum stres belirteci PERK fosforilasyonu ve IRE1-a düzeylerini toksik doz 4-hidroksinonenal uygulaması ile anlamlı derecede artırmıştır. 4-hidroksinonenal yüksek dozda endoplazmik retikulum aracılı hücre ölümünde etkili CHOP ve kaspaz 12 proteinlerin ifadelenmelerinde artışa neden olmuştur. Ayrıca toksik doz 4-hidroksinonenal uygulaması JNK, kaspaz 9 ve kaspaz 3' ün aktivasyonuna neden olmuştur. Sonuç olarak, 4-hidroksinonenal pankreatik beta hücre kaybında oldukça etkilidir. 4-hidroksinonenal insulin eksikliğine bağlı hipergliseminin gelişimine etken olabilir. Belki de pre-diyabetik evrede antioksidan veya lipid peroksitleri temizleyici tedavi yaklaşımları ile beta hücre kaybı engellenerek diyabetin seyri olumlu yönde değiştirilebilir.

Abstract:
4-hydroxynonenal is a products of lipid peroxidation and, at the high concentration in the cell can be form to stabil products with cellular proteins. Increased stabil products leads to unfolded protein response in endoplasmic reticulum (ER). Increased unfolded protein response or chronic ER stress can induce apoptosis and autophagy. So aim of the our study is to investigate the effects of 4-hydroxy-trans-2-nonenal in ER stress sensor proteins, detoxification enzyme profiles, apoptosis and insulin release in pancreatic beta cells (INS-1). Cell viability was decreased in time and dose dependent manner after 4-hydroxynonenal incubation in INS-1 cells. 4-hydroxynonenal alleviated basal and stimulated insulin release at high toxic dose. On the other hand 4-hydroxynonenal induced expression of detoxification enzymes such as glutathione-S-transferase (GST) and Aldose reductase (AKR1B1). 4-hydroxynonenal increased phosphorilation of PERK and levels of IRE1-a which are the markers of endoplasmic reticulum stress. At a high toxic dose, 4-hydroxynonenal leaded to CHOP and caspase 12 expression whic are effective in ER-mediated cell death. Also toxic dose 4-hydoxynonenal exposure caused to an activation on JNK, caspase 9 and caspase 3 protein expressions. As a result, 4-hydroxynonenal is effective in loss of pancreatic beta cell mass. 4-hydroxynonenal can be a factor for progression of hyperglycemia depents on insulin defficiency. Perhaps in the pre diabetic stage, antioxidant and lipid peroxide