Dizel egzoz partiküllerinin (DEP) serumlu ortamda insan akciğer epitel hücre canlılığı üzerindeki etkisi
Effects of diesel exhasust particles (DEP) on human airway epithelial cell viability under serum condition
Yazar: FÜSUN FAKILI
Danışman: PROF. DR. HASAN BAYRAM
Gaziantep Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2009
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases
Dizin: Dizel kurum = Diesel soot

Özet:
Partiküler hava kirliliği ile solunum hastalıkları arasında yakın bir ilişki gösterilmesine rağmen altta yatan mekanizmalar açık değildir. Çalışmalarda, dizel egzoz partiküllerinin (DEP), serumsuz kültür ortamında hava yolu epitel hücre proliferasyonuna yol açtığı gösterildiği halde, inflame hava yollarında gözlenene benzer serumlu ortamda DEP'nin hava yolu hücre canlılığını etkileyip etkilemeyeceği bilinmemektedir. Çalışmamda, DEP'nin serumlu (FCS) kültür ortamında A549 hücre canlılığı üzerindeki etkilerini ve altta yatan mekanizmaları araştırmayı amaçladım.A549 hücre kültürleri 12 kuyucuklu `plate'lerde ekilerek, %0-10 FCS'li ortamda N-asetil sistein (NAC), c-jun N-terminal kinaz (JNK), extra regulated kinaz (ERK) ve nükleer faktör (NF)-?B inhibitörlerinin varlığında veya yokluğunda 0-1000?g/ml DEP'e maruz bırakılarak, hücre canlılığı MTT boyama tekniği ile değerlendirildi. `Flask'lara ekilen hücreler %3.3 FCS ortamında 200?g/ml DEP'e maruz bırakılarak, akım sitometri tekniği (FACS) ile apoptozis çalışıldı. Benzer flasklardan elde edilen hücrelerde p21, p27 ve p53 proteinlerinin mRNA ekspresyonu gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) ile araştırıldı.Serumsuz ortamda, DEP (50-200?g/ml) hücre canlılığını artırırken, %1 FCS'li ortamda bu etki gözlenmedi. %3.3 FCS ortamında ise 50-1000?g/ml DEP hücre canlılığını baskılarken, %10 FCS varlığında bu etki ortadan kalktı. Hücreler %3.3 FCS varlığında çalışma drugları ile inkübe edildiğinde, NAC (3.3-33mM) ve JNK (10-33 ?M), ERK (3.3-33?M) ile NF-?B (3.3-33?M) inhibitörleri hücre canlılığını baskılarken, 200?g/ml DEP eklendiğinde sadece 33mM NAC ve 33?M JNK inhibitörü hücre canlılığını azalttı. DEP, FACS çalışmalarında hücre apoptozisini etkilemezken, p21 ekspresyonunda bir artış eğilimi gözlendiyse de, teknik sorunlardan dolayı p21, p27 ve p53 mRNA ekspresyonu istatistiksel olarak değerlendirilemedi.Bu bulgular DEP'nin ödemli hava yollarında hava yolu epitel hücre canlılığını baskılamak suretiyle astım ve KOAH gibi hastalıklarının patogenezinde rol oynayabileceklerini düşündürmektedir. Ancak altta yatan mekanizmaların araştırılması için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Abstract:
Although there is a close association between particular air pollution and respiratory diseases, the underlying mechanisms are unclear. It has been reported that diesel exhaust particles (DEP) induce epithelial cell proliferation under serum-free condition; however, it is not known whether these particles have any effect on the proliferation of airway epithelial cells in the presence of serum, a condition that can be seen in inflamed airways. The aim of my studies was to investigate effects of DEP on viability of A549 cells under serum condition (FCS), and the underlying mechanisms.We cultured A549 cells in 12 well culture plates, and incubated these with N-acetyl cysteine (NAC), and inhibitors of c-jun N-terminal kinase (JNK), extra regulated kinase (ERK) and nuclear factor (NF)-?B in the presence and absence of DEP (0-1000 ?g/ml) under 0-10% FCS condition, and assessed cell viability using MTT staining. Cells cultured in flasks under 3.3% FCS media incubated with 200?g/ml DEP, and analysed for apoptosis by flow cytometry (FACS). Cells obtained in similar flasks were also analysed for p21, P27 and p53 mRNA expression by means of real-time polymerase chain reaction (RT-PCR).Although DEP (50-200?g/ml) increased cell viability under serum free condition, this was not observed in the presence of 1% FCS. DEP (50-1000?g/ml) decreased cell viability under 3.3% FCS, however; when 10% FCS added this effect disappeared. NAC (3.3-33mM) and inhibitors of JNK (10-33?M), ERK (3.3-33?M) and NF-?B (3.3-33?M) decreased cell viability under 3.3% FCS condition, whereas only 33mM NAC and 33?M JNK inhibitor further reduced cell viability in the presence of 200?g/ml DEP under the same condition. While DEP did not show any effect on cell apoptosis in FACS studies, these particles tended to increase p21 mRNA expression. However, because of technical problems, the mRNA expression of p21, p27 and p53 could not be statistically evaluated.These findings suggest that DEP may play a role in the pathogenesis of airway diseases such as asthma and COPD by decreasing airway epithelial cell viability in airways with oedema. However, further studies are needed to investigate the underlying mechanisms.