Diyabetik nöropatik ağrıda TRPM2 katyon kanallarının inhibisyonunda N-asetil sisteinin rolünün patch-clamp tekniğiyle araştırılması
Investigation of N-acetyl sisteine on TRPM2 cation channel inhibitions in diabetic neuropathic pain-induced rats by patch-clamp technique
Yazar: ERCAN SÖZBİR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA NAZIROĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Ağrı = Pain ; Beyin = Brain ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetik retinopati = Diabetic retinopathy ; Göz hastalıkları = Eye diseases ; N-asetilsistein = N-acetylcysteine ; Oksidatif hasar = Oxidative damage

Özet:
N-Asetil sistein (NAC) ortama sülfidril salan, Glutatyon'un (GSH) yenilenmesine katkıda bulunmakla birlikte doğrudan serbest oksijen radikalleri ile reaksiyona girerek onları temizleyen bir antioksidandır.  Son zamanlarda, sıçan GSH seviyesi azalmış dorsal kök gangliyon (DRG) üzerine NAC modülatör rolü araştırılmıştı. NAC diyabetik nöronlarda TRPM2 kanalının düzenlenmesi yoluyla oksidatif stres ve kalsiyum akını üzerinde koruyucu bir role sahip olabilir. Bu nedenle bu tez çalışmasında NAC'ın STZ ile indüklenmiş diyabetik sıçanların AKG nöronlarının TRPM2 kanal akımları ve beyin oksidatif stres parametreleri üzerine etkileri araştırıldı.
Otuz altı sıçan Kontrol, STZ, NAC ve STZ+NAC olarak dört gruba ayrıldı. Periton içi STZ (45 mg/kg) verilerek STZ ve STZ+NAC grupları diyabet yapıldı. Diyabet oluştuktan sonra NAC ve STZ+NAC grubundaki sıçanlara iki hafta boyunca gavaj yoluyla NAC (150mg/kg) verildi. İki hafta sonunda sıçanların AKG nöronları ve beyin korteksleri izole edildi. Patch-clamp tüm hücre konfigürasyonu ile yapılan deneylerde STZ ile diyabet oluşturulan gruplarda AKG hücrelerindeki TRPM2 katyon kanal akımları H2O2 ile açıldı. AKG hücrelerinde TRPM2 kanal akım yoğunlukları ve beyin lipit peroksidasyon düzeyleri STZ gurubunda Kontrol gurubuna göre daha yüksek bulunmakla beraber, Beyin GSH, C ve E vitamini düzeyleri ve GSH-Px aktivitesi ile AKG hücrelerinde GSH-Px aktivitesinin diyabette azaldığı gözlemlenmiştir. STZ+H2O2ile oluşturulmuş TRPM2 akımları NAC tarafından bütünüyle, N-(p-amylcinnamoyl) antranilik asit(ACA) and 2-aminoetil difenilborinat (2-APB) ile kısmen azalmıtır. GSH-Px, Lipit Peroksidasyon, C ve E vitamin düzeyleri NAC uygulanmasıyla artmıştır.
 Sonuç olarak, diyabetik DRG ve beyinde oksidatif stres ve TRPM2 kanalından Ca +2 girişinde  NAC'ın düzenleyici rolü görülmektedir.

Abstract:
N-acetylcysteine (NAC) is a sulfhydryl donor antioxidant that contributes to the regeneration of glutathione (GSH) and also scavengers via a direct reaction with free oxygen radicals. Recently, we observed a modulatory role of NAC on GSH-depleted dorsal root ganglion (DRG) cells in rats. NAC may have a protective role on oxidative stress and calcium influx through regulation of the TRPM2 channel in diabetic neurons. Therefore, we investigated the effects of NAC on DRG TRPM2 channel currents and brain oxidative stress in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. 
Thirty-six rats divided into four groups: control, STZ, NAC and STZ+NAC. Diabetes was induced in the STZ and STZ+NAC groups by intraperitoneal STZ (65 mg/kg) administration.After the induction of diabetes, rats in the NAC and STZ+NAC groups received intraperitoneal NAC (150 mg/kg). After 2 weeks, DRG neurons and the brain cortex were freshly isolated from rats. In whole-cell patch clamp experiments, TRPM2 currents in the DRG following diabetes induction with STZ were gated by H2O2.TRPM2 channel current densities in the DRG and lipid peroxidation levels in the DRG and brain were higher in the STZ groups than in controls; however, brain GSH, GSH peroxidase (GSH-Px), vitamin C and vitamin E Konsantrasyons and DRG GSH-Px activity were decreased by diabetes. STZ+H2O2-induced TRPM2 gating was totally inhibited by NAC and partially inhibited by N-(p-amylcinnamoyl) anthranilic acid (ACA) and 2-aminoethyl diphenylborinate (2-APB). GSH-Px activity and lipid peroxidation levels were also attenuated by NAC treatment. 
In conclusion, we observed a modulatory role of NAC on oxidative stress and Ca2+ entry through the TRPM2 channel in the diabetic DRG and brain. Since excessive oxidative stress and overload Ca2+ entry are common features of neuropathic pain, our findings are relevant to the etiology and treatment of pain neuropathology in DRG neurons.