HIV-1 viral proteinlerin (gp120 ve tat) kan-beyin bariyerinde oksidatif stresi indüklemedeki rolleri
The roles of HIV-1 viral proteins (gp120 and tat) induced oxidative stress in blood-brain barrier
Yazar: TÜLİN OTAMIŞ  PRİCE
Danışman: PROF.DR. FİKRİYE URAS ; PROF.DR. NURAN ERÇAL
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
HIV-1 VİRAL PROTEİNLERİN (GP120 ve TAT) KAN-BEYİN BARİYERİNDEOKSİDATİF STRESİ İNDÜKLEMEDEKİ ROLLERİAdı ve Soyadı : Tülin Otamış PriceDanışmanların Adı : Prof.Dr. Fikriye UrasProf.Dr. Nuran ErçalKabul Tarihi : 21/06/2006Programı : M.Ü. Sağlık Bilimleri EnstitüsüAnabilim Dalı : BiyokimyaÖZETAIDS demans kompleksin (ADC) gelişiminde kan-beyin bariyeri (KBB)önemli bir role sahiptir. HIV-1 gp120 (zarf glikoproteini) ve Tat proteinleri(transkripsiyon regülatörü) nörotoksik ve sitotoksiktir ve ADC gelişiminde roloynarlar. HIV-1 enfeksiyonu sırasında KBB' nde görülen değişikliklerin sebebi, buproteinlerle indüklenmiş oksidatif stres olabilir.Bu çalışmada elde edilen veriler, gp120 ve Tat' ın oksidatif stresi indükleyicietkisinin olduğu görüşünü desteklemektedir. RBE4 hücrelerinin kullanıldığı in vitrove HIV/gp120-transgenik farelerin kullanıldığı in vivo sistemlerde, oksidatif stresincelenmiştir. HIV-1 proteinleriyle inkübe edilen RBE4 hücrelerinde gelişen oksidatifhasar, HPLC ve spektrofotometrik metodlarla ölçülmüştür: 1 nM gp120 ve 10 nMTat' ın, hücrelerde redükte glutatyon (GSH) düzeylerini anlamlı derecede azalttığıgözlenirken (p<0.01), GSH/okside GSH oranında anlamlı azalma bulundu (gp120grubu; p<0.01, Tat grubu; p<0.005). Tat malondialdehit (MDA) düzeyini anlamlıderecede yükseltmiştir (p<0.01). Hücrelerde ölçülen katalaz (KAT) aktivitesindekiazalma anlamlı bulunmazken, glutatyon peroksidaz (GPx) ve glutatyon redüktaz (GR)aktivitelerindeki azalma anlamlı olarak saptanmıştır (p<0.05). HIV/gp120-transgenikfarelerin beyin ve karaciğerlerinde yapılan ön çalışmada oksidatif stresin indüklendiğigözlenmiştir. Gp120 hem beyin ve hem de karaciğerde ölçülen GSH düzeylerinianlamlı olarak yükseltmiştir (p<0.001 ve p<0.02). Her iki dokuda MDAdüzeylerindeki artış önemli bulunmadı. Beyin KAT ve GR aktivitesinde anlamlı birdeğişiklik gözlenmezken, GPx aktivitesi anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). KaraciğerKAT ve GPx aktivitelerinde anlamlı yükselme (p<0.02 ve p<0.05), GR aktivitesindeanlamlı azalma saptanmıştır (p<0.05).Antioksidanlar, hücre içi GSH düzeylerini arttırdıkları için, oksidatif stresleilişkili hastalıkların tedavisinde tercih edilmektedir. Yeni bir antioksidan olan N-asetilsistein amid' in RBE4 hücrelerinde, gp120- ve Tat-indüklü oksidatif strese karşıkoruyucu rol oynadığı ve HIV-1 proteinlerinin indüklediği toksisiteyi ve apoptozisibloke ettiği gözlendi.Anahtar Kelimeler: HIV-1, gp120 proteini, Tat proteini, kan-beyin bariyeri, oksidatifstres.

Abstract:
THE ROLES OF HIV-1 VIRAL PROTEINS (GP120 and TAT)INDUCED OXIDATIVE STRESS IN BLOOD-BRAIN BARRIERSUMMARYThe role of the blood-brain barrier (BBB) has an important role in thedevelopment of AIDS dementia complex (ADC). The HIV-1 gp120 (envelopeglycoprotein) and Tat (transregulatory protein) of HIV-1 are neurotoxic and cytotoxic,play a role developmenting ADC. Gp120 and Tat-induced oxidative stress in HIVinfection may alter BBB.This study supports that gp120 and Tat induce oxidative stress by using RBE4cells in vitro and HIV/gp120 transgenic mice in vivo systems. Oxidative damage inRBE4 cells, as a consequence of gp120 and Tat exposure, are quantified by HPLCand spectrophotometric methods. While 1 nM gp120 and 10 nM Tat are determined tosignificantly decrease reduced glutathione (GSH) levels in the cells (p<0.01),significant decrease in the ratio of GSH/oxidized GSH is determined (gp120 group;p<0.01, Tat group; p<0.005). Tat is found to significantly increase malondialdehyde(MDA) level (p<0.01). While decreased catalase (KAT) activities are determinedunmeaningful, decrease glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR)activity levels are significantly determined (p<0.05). Preliminary studies indicateinduced oxidative stress from HIV/gp120 transgenic mice liver and brain. Gp120 isdetermined to significantly increase both brain and liver tissue GSH levels (p<0.001and p<0.02). MDA levels for both tissues are not measured to increase significantly.While no significant change in brain KAT and GR activities is observed, GPx activityis observed to increase significantly (p<0.05). While a significant increase in miceliver KAT and GPx activities are observed (p<0.02 and p<0.05), significant decreasein GR activity is determined (p<0.05).Antioxidants are preferred in treatmenting oxidative stress-related diseasessince they replenish intracellular GSH. A novel antioxidant N-acetylcysteine amide, isprotection against gp120 and Tat-induced oxidative stress, and to block HIV-1proteins-induced toxicity and apoptosis, in RBE4 cells.Key words: HIV-1, gp120 protein, Tat protein, blood-brain barrier, oxidative stress.