Kortikal yayilan depolarizasyon ile tetiklenen nöro-parainflamasyonda NLRP2  inflamazomunun rolü
The role of NLRP2 inflammasome in neuro-parainflammation induced by cortical spreading depolarization
Yazar: EDA DERLE ÇİFTÇİ
Danışman: PROF. DR. HÜLYA KARATAŞ KURŞUN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Nörolojik ve Psikiyatrik Temel Bilimler Ana Bilim Dalı / Temel Nörolojik Bilimler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Nöroloji = Neurology

Özet:
Migren, toplumda yaygın olarak görülen bir baş ağrısı sendromudur. Patofizyolojisinde trigeminovasküler sisteminin aktivasyonu sonucu ortaya çıkan inflamasyon önemli rol oynamaktadır. Kortikal yayılan depolarizasyon (KYD) migren aurasının elektrofizyolojik korelatı olarak kabul edilmektedir. KYD tetiklenmesi ile nöronal aktivitede artma, nöronal panneksin kanallarında açılma ve NF-ҝβ üzerinden astrositlerde proinflamatuar bir yanıtın ortaya çıkmasına neden olduğu düşünülmektedir. İnflamazom ailesinden olan NLRP2'nin astrositlerde ifadelenmesinin olduğu ve inflamazom kompleksi oluşturarak nöroinflamasyona katkıda bulunduğu literatürde gösterilmiştir. Deneysel çalışmalarda ATP ile uyarılan panneksin ve pürinerjik reseptör aktivasyonu sonucu inflamazom kompleksi oluştuğu gösterilmiştir. Bu çalışmanın amacı optogenetik olarak uyarılabilen transgenik Thy1-ChR2-YFP farelerde noninvaziv olarak KYD tetiklenmesiyle ortaya çıkan nöroinflamasyonda NLRP2 inflamazom kompleksinin rolünü incelemektir. KYD'yi takiben 5 farklı zaman noktasında (15. dakika, 5., 24., 48. ve 72. saat) beyin dokusu elde edilmiş ve kesitlerdeki NLRP2 işaretlenme özellikleri immonoflöresan işaretleme ile incelenmiş, NLRP2'nin hangi hücrelerde ifade edildiği gösterilmiştir. Kontrol ve naif grupta NLRP2 ifadelenmesi kortikal ve subkortikal alanlarda NeuN (+) nöronal hücrelerde belirgin iken KYD sonrası 15.dk, 5. ve 24. saatte immünoreaktivitede belirgin azalma saptanmış olup, 48. ve 72. saatte ise kontrollerle benzer düzeylerde gözlenmiştir. Astrosit işaretleyicisi S100β ile NLRP2'nin belirgin olarak daha az oranda ko-lokalize olduğu gösterilmiştir. Aynı zaman noktalarında C57/BL6 farelerde KYD tetiklenerek Western blotlama (WB) ile protein analizi için korteksler alınmıştır. WB'de protein düzeylerinde anlamlı olmayan ancak immünofloresan görüntüleme sonuçlarına benzer olarak naif beyinlere göre KYD erken dönem beyinlerinde NLRP2 protein düzeyinde azalma saptanmıştır. Bu çalışma bildiğimiz kadarıyla literatürde migren aurası korelatı olarak kabul edilen KYD sonrası ortaya çıkan parankimal nöroinflamasyonda NLRP2 inflamazomunun zamansal değişimini inceleyen ilk çalışmadır. KYD sonrası nöronlarda NLRP3 inflamazom artışı ile ters olan bu çalışma sonucu NLRP2'nin NLRP3'ün negatif düzenleyicisi olabileceği yönünde bir sonuç olarak yorumlanabilir. Daha ileri araştırmalarla NLRP2'nin farmakolojik veya genetik manipülasyonu ile nöroinflamasyondaki rolünü belirlemek mümkün olabilir.

Abstract:
Migraine is a common headache syndrome in the general population. Inflammation resulting from activation of the trigeminovascular system plays an important role in its pathophysiology. Cortical spreading depolarization (CSD) is accepted as the electrophysiological correlate of migraine aura. It is thought that the triggering of CSD leads to an increase in neuronal activity, opening of neuronal pannexin channels and a proinflammatory response in astrocytes via NF-ҝβ. It has been shown in the literature that NLRP2, a member of the inflammasome family, is expressed in astrocytes and contributes to neuroinflammation by forming an inflammasome complex. Experimental studies have shown that ATP-induced pannexin and purinergic receptor activation results in the formation of an inflammasome complex. The aim of this study was to investigate the role of NLRP2 inflammasome complex in neuroinflammation induced by noninvasive induction of CSD in optogenetically inducible transgenic Thy1-ChR2-YFP mice. Brain tissue was obtained at 5 different time points (15th minute, 5th, 24th, 48th and 72nd hours) following CSD and NLRP2 labeling properties in the sections were examined by immunofluorescence labeling and it was shown in which cells NLRP2 was expressed. While NLRP2 expression was prominent in NeuN (+) neuronal cells in the cortical and subcortical areas in the control and naive groups, a significant decrease in immunoreactivity was detected at 15 minutes, 5 and 24 hours after CSD, and similar levels were observed at 48 and 72 hours. It was shown that NLRP2 co-localized significantly less with the astrocyte marker S100β. At the same time points, CSD was induced in C57/BL6 mice and cortices were taken for protein analysis by Western blotting (WB). Similar to the results of immunofluorescence imaging, NLRP2 protein levels were found to be decreased in early CSD brains compared to naive brains, although protein levels were not significant in WB. To the best of our knowledge, this is the first study in the literature to examine the temporal changes of NLRP2 inflammasome in parenchymal neuroinflammation after CSD, which is accepted as a correlate of migraine aura. The result of this study, which is contrary to the increase in NLRP3 inflammasome in neurons after CSD, can be interpreted as a result that NLRP2 may be a negative regulator of NLRP3. With further research, it may be possible to determine the role of NLRP2 in neuroinflammation by pharmacologic or genetic manipulation.