Diyabet modeli oluşturulmuş AGRP transgenik farelerde sistemik apelin uygulamasının iştah düzenlenmesi üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of systemic apelin administration on appetite regulation in diabetic AGRP transgenic mice
Yazar: VOLKAN ADEM BİLGİN
Danışman: PROF. DR. BAYRAM YILMAZ
Yeditepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Apelin = Apelin ; Diabetes mellitus-deneysel = Diabetes mellitus-experimental ; Fareler = Mice ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Streptozotosin = Streptozotocin ; İştah = Appetite

Özet:
Diyabet, son yıllarda giderek yaygınlaşan bir halk sağlığı problemidir. Tip 2 diyabetin sebepleri arasında ağırlıklı olarak sedenter yaşama ve aşırı yemeye bağlı gelişen aşırı kilo ve obezite sonucu gelişen insülin direnci ve daha az sıklıkla yaşlanma ve genetik faktörler gelirken, tip 1 diyabet asıl olarak, insülin üreten beta hücrelerinin otoimmün yıkımından kaynaklanmaktadır. Besin alımı, hipotalamik arkuat çekirdekte (ARC) bulunan oreksijenik agouti-ilişkili peptit/nöropeptit Y (AgRP/NPY), anoreksijenik proopiomelanokortin/kokain-amfetamin ile düzenlenen transkript (POMC/CART) nöronları ve periferik sinyallerle sağlanmaktadır. Apelin bir adipokin olup kan glukozu düzenlenmesi gibi fizyolojik rolleri bulunmaktadır. Çalışmamızda, streptozotosin (STZ) ile indüklenmiş diyabet modeli oluşturulan transgenik farelerde sistemik apelin uygulamasının besin alımına, hiperglisemiye ve AgRP nöronlarıın aktivitesine olası etkilerini incelemeyi amaçladık. Bu amaçla, genç erişkin AgRP-Ires-Cre hayvanları kullandık. ARC hedeflenerek stereotaktik olarak AAV-CAG-Flex-GFP enjeksiyonunu takiben STZ ve/veya apelin uygulanarak hayvanların besin alımı, vücut ağırlığı ve kan şekerleri takip edildi. Dekaptiasyon gününde ELISA ölçümleri için serum toplandı ve beyin kesitleri alınarak AgRP nöronlarının elektrofizyolojik aktiviteleri incelendi. STZ uygulaması süresince besin alımı anlamlı şekilde azalırken STZ sonrası dönemde artmaya başladı. 50 mg/kg apelin uygulaması hayvanlarda besin alımını ve vücut ağırlığını STZ'den bağımsız olarak düşürdü. 100 mg/kg apelin uygulaması ve uzun dönem apelin sonrası takipte STZ'nin kesilmesinden sonra besin alımı anlamlı şekilde yükselmeye devam etti. Apelinin STZ kaynaklı kan şekeri yükselişine ve serum insülin düşüşüne bir etkisi gözlemlenmedi. STZ sonrası yükselen serum trigliserit seviyeleri 100 mg/kg apelin sonrasında anlamlı derecede düşmüştür. Apelin AgRP nöron aktivitesini değiştirmemekte olup STZ AgRP nöron aktivitesi anlamlı şekilde arttırmıştır. Apelin ise STZ kaynaklı AgRP nöronal aktivitesindeki artışı düşürme eğilimindedir. Bu sonuçlara göre, apelinin diyabet sebepli AgRP nöron aktivitesindeki artışa etki etmediği düşünülebilir.

Abstract:
Diabetes has become an increasingly common public health problem in recent years. The causes of type 2 diabetes (T2D) include insulin resistance developing as a result of overweight and obesity caused by mainly due to sedentary life and overeating, and less frequently aging and genetic factors, while T1D is mainly caused by the autoimmune destruction of insulin-producing beta cells. Energy homeostasis is maintained by orexigenic agouti-related peptide/neuropeptide Y (AgRP/NPY) and anorexigenic proopiomelanocortin/cocaine-amphetamine-associated transcript (POMC/CART) neurons in the hypothalamic arcuate nucleus (ARC), and peripheral inputs. Apelin is an adipokine having different physiological roles including blood glucose regulation. In our study, we aimed to examine the effects of systemic apelin administration on food intake, hyperglycemia and AgRP neuronal activity in streptozotocin (STZ)-induced diabetes in transgenic mice. Following the stereotaxic AAV-CAG-Flex-GFP injection by targeting ARC in young adult AgRP-Ires-Cre animals, they were administered STZ and/or apelin, and their food intake, body weight and blood glucose were monitored. On the sacrification day, serum was collected for ELISA measurements and brain slices were obtained to examine the electrophysiological activities of AgRP neurons. While food intake decreased significantly during STZ administration, it started to increase in the post-STZ period. Administration of 50 mg/kg apelin reduced food intake and body weight in animals independent of STZ. Food intake continued to increase significantly after discontinuation of STZ at 100 mg/kg apelin administration and long-term follow-up after apelin. Apelin did not affect STZ-induced increase in blood glucose and decreased serum insulin levels. Serum triglyceride levels elevated after STZ administration significantly decreased after 100 mg/kg apelin administration. While apelin did not change AgRP neuronal activity, STZ increased it significantly. Apelin, on the other hand, tended to decrease STZ-induced AgRP neuronal activity. These results suggest that apelin does not affect the increase in AgRP neuron activity caused by diabetes.