İn vitro stres modelinde nikotinin glukokortikoid ile aktive olan genlerin ekspresyonuna olan etkisinin araştırılması
To investigate the possible effect of nicotine on glucocorticoid receptor phosphorylation and to show whether this effect is via nicotinic acetylcholine receptors in an in vitro stress model.
Yazar: HASİBE ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. ERSİN OĞUZ KOYLU
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Nikotin, merkezi sinir sistemi üzerindeki etkileri ile HPA (Hipotalamo- Hipofizer-Adrenal) eksenini stimüle ederek hipofiz bezinden ACTH (Adrenokortikotropik hormon) salgılanmasına sebep olmaktadır. ACTH, adrenal korteksten bir glukokortikoid olan kortizol salınmasını sağlamaktadır. Glukokortikoidler, hücrede etkilerini intrasellüler glukokortikoid reseptörlerine (GR) bağlanarak göstermektedir. Kortizol bağlanmasından sonra dimerize olan GR nükleusa geçmekte ve DNA üzerinde bulanan "Glukokortikoid yanıt elementi (GRE)" bölgelerine bağlanarak gen transkripsiyonunda değişikliklere neden olmaktadır. GR'de bulunan bazı serin grupları fosforile olabilmekte ve fosforilasyon durumu GR'ünün nükleusa geçişini ve dolayısıyla gen anlatımını etkilemektedir.  GR fosforilasyonunda JNK (c-Jun N-terminal kinaz) ve CDK5 (siklin bağımlı kinaz 5) görev almaktadır. Bu çalışmanın amacı, in vitro stres modelinde, nikotinin glukokortikoid reseptörü fosforilasyonuna olan etkisinin ve varsa bu etkinin nikotinik asetilkolin reseptörleri üzerinden olup olmadığının araştırılmasıdır. Proje kapsamında ayrıca nikotinin, eğer mevcutsa, GR fosforilasyonu üzerine olan etkisinin JNK ve CDK5 üzerinden olup olmadığı araştırılmıştır. Stres modeli oluştumak için kullanılan deksametazonun konsantrasyonu arttıkça incelenen genlerde gen anlatım seviyelerinde artış görülmüştür. Nikotinin düşük konsantrasyonda uygulanmasında tüm genlerde anlamlı artış gözlenmiştir. SGK1 ve KLF11 genlerinde deksametazon ve nikotinin birlikte uygulamasında gen anlatımlarında anlamlı artış gözlenmiştir. Bu artış CDK5 inhibitörü kenpaullone eklenmesiyle SGK1 gen anlatımındaki artış ortadan kalkmazdan JNK inhibitörü SP600125'in eklenmesiyle SGK1 gen anlatımındaki artış ortadan kalkmıştır.

Anahtar Kelimeler: Stres; nikotin; glukokortikoid; glukokortikoid reseptörü; nikotinik asetilkolin reseptörü; gerçek zamanlı PCR

Abstract:
Nicotine stimulates HPA (Hypothalamo-Pituitary-Adrenal) axis through its central nervous system effects and causes ACTH (Adrenocorticotropic hormone) release from pituitary gland. ACTH induces the release of cortisol, a glucocorticoid, from adrenal cortex. Glucocorticoids show their effects on cells by binding to intracellular glucocorticoid receptors (GR). After cortisol binding, dimerized GRs enter the nucleus and bind "Glucocorticoid Response Element (GRE)" regions on DNA and cause changes in gene transcription. Certain serine groups on GR can be phosphorylated and their phosphorylation state can affect GR entry into nucleus and thus gene transcription. JNK (c-Jun N-terminal kinase) and CDK5 (Cyclin Dependant Kinase 5) phosphorylate GR. The aim of this study is to demonstrate the possible effect of nicotine on glucocorticoid receptor phosphorylation and to show whether this effect is via nicotinic acetylcholine receptors in an in vitro stress model. Within the scope of this project, we further investigated the role of JNK and CDK5 on the possible nicotine-induced changes in GR phosphorylation. Dexamethasone is used for the stress model and with its increased concentrations there was an inrease in transcription of studied genes. Nicotine administration in low doses resulted in significant increase in transcription of all genes analysed. Transcription of SGK1 and KLF11 genes increased significantly with concurrent use of dexamethasone and nicotine. This increase in SGK1 gene transcription was not prevented by the addition of CDK5 inhibitor kenpaullone, whereas the administration of JNK inhibitor SP600125 prevented an increase in SGK1 transcription.

Keywords: Stress; nicotine; glucocorticoid; glucocorticoid receptor; nicotinic acetylcholine receptor; real-time PCR