Omentin ve kimerinin kardiyovasküler fonksiyonlara ve gen ifadelenmesi üzerine etkisi
The effect of omentin  and chemerin on cardiovascular functions and gene expressions
Yazar: ÖZDEN KUTLAY
Danışman: PROF. DR. ZİYA KAYGISIZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Kalp = Heart ; Kimerin = Chemerin ; Omentin-1 = Omentin-1

Özet:
Amaç: Epikardiyal yağ dokusu (EYD) kalbin kasılma aktivitesi için lokal bir enerji kaynağıdır. Omentin, yeni tanımlanan bir adipositokindir ve başlıca EYD'de eksprese edilir. Omentinin kalp üzerindeki etkileri hala bilinmemektedir. Kimerin de yeni bir kemoatraktan adipokindir. Kimerin ve onun reseptörü EYD'de belirlenmiş olmasına rağmen kardiyovasküler etkileri hala araştırılmamıştır. PI3K gama (PI3Kγ), PI3K alfa (PI3Kα), beta adrenerjik reseptör 1 (β1-AR), beta adrenerjik reseptör 2 (β2-AR), endotel kaynaklı nitrik oksit sentaz (eNOS), sarkolemmal L-tipi Ca+2 kanalı (CaV1.2), sarkoplazmik retikulum Ca+2-ATPaz 2a (SERCA2a) ve fosfolamban (PLN) kalp kasılmasını düzenlemektedirler. Bu çalışmanın amacı izole rat kalplerinde omentinin ve kimerinin sol ventrikülün geliştirdiği basınç (SVGB; bir kasılma indeksi), sol ventrikül basıncında artışın maksimum hızı (+dP/dtmax; diğer kasılma indeksi), dakikada kalp atım sayısı, koroner akım, monofazik aksiyon potansiyeli amplitüdü (MAPamp) ve repolarizasyonun % 90'ında MAP süresi (MAP90) üzerine etkilerini çalışmaktır. Diğer bir amacımız ise omentinin ve kimerininin PI3Kα, PI3Kγ, β1-AR, β2-AR, eNOS, CaV1.2, SERCA2a ve PLN genlerinin ekspresyonlarına etkisini araştırmaktır. 
Yöntem: Kalpler sodyum tiyopental anestezisi (50 mg/kg) altında izole edilip modifiye Krebs-Henseleit çözeltisi (mK-Hç) ile perfüze edildi. Stabilizasyon döneminden sonra 100, 200 ve 400 ng/ml omentin dozları ile 10, 100 ve 1000 nM kimerin dozları kalplere 30 dakika uygulandı. Bir grupta kalpler 400 ng/ml omentin uygulamasından 5 dakika önce PI3K inhibitörü olan LY294002 (10 μM) içeren mK-Hç ile perfüze edildi.  Diğer bir grupta ise kalpler 1000 nM kimerin uygulamasından 5 dakika önce nitrik oksit sentaz inhibitörü olan L-NAME (10 mM) kapsayan mK-Hç ile perfüze edildi. Ayrıca yukarıda adı geçen genlerin ekspresyon düzeyleri üzerine omentinin ve kimerinin etkileri araştırıldı. Gen ekspresyonları revers transkripsiyondan sonra gerçekleştirilen real-time polimeraz zincir reaksiyonu ile belirlendi. Siklik adenozin monofosfat (cAMP) ve siklik guanozin monofosfat (cGMP) konsantrasyonları ise ELISA tekniği kullanılarak ölçüldü.
Bulgular: Omentin ve kimerinin tüm dozları SGVB ve +dP/dtmax'ı anlamlı ölçüde azaltırken dakikada kalp atım sayısı, MAPamp ve MAP90'ı etkilemedi. Kimerinin 1000 nM dozu ayrıca koroner akımı azalttı. LY294002 ve L-NAME sırasıyla omentinin ve kimerinin kasılma üzerindeki etkilerini antagonize etti. Omentinin 100 ng/ml dozu ve kimerinin 10 nM dozu eNOS gen ekspresyonunu ve cGMP düzeylerini değiştirmedi. Omentinin ve kimerinin diğer dozları eNOS gen ekspresyonunu ve cGMP düzeylerini arttırdı. Omentinin ve kimerinin bütün dozları CaV1.2 gen ekspresyonunu belirgin şekilde azalttı. Omentinin çalışılan dozları ve kimerinin 100 ve 1000 nM dozları PI3Kγ gen ekspresyonlarını anlamlı şekilde azalttı. Omentin PLN gen ekspresyonunu etkilemedi fakat kimerin 100 ve 1000 nM dozlarında PLN gen ekspresyonunu azalttı. Diğer genlerin ekspresyonları ve cAMP düzeyleri ise değişmedi. 
Sonuç: Bulgularımıza göre izole rat kalplerinde akut omentin ve kimerin uygulamasının negatif inotropik etkiye neden olabileceği ve bu etkiye PI3Kγ, CaV1.2 ve NO sinyal yolunun aracılık edebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Objective: Epicardial adipose tissue (EAT) is the local energy source for the contractile activity of the heart. Omentin, a recently identified novel adipocytokine, is mainly expressed in EAT. Effects of omentin on the hearts are still unknown. Chemerin is also a novel chemoattractant adipokine. Although chemerin and its receptor have been detected in EAT, cardiovascular effects of chemerin have not been investigated.  PI3K gamma (PI3Kγ), PI3K alpha (PI3Kα), beta adrenergic receptor-1 (β1-AR), beta adrenergic receptor-2 (β2-AR), endothelial nitric oxide synthase (eNOS), sarcolemmal L-type Ca2+ channel (CaV1.2), sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase 2a (SERCA2a), and phospholamban (PLN) have been shown to regulate myocardial contractility. We aimed to study the effects of omentin and chemerin on left ventricular developed pressure (LVDP; an index of cardiac contractility), maximal rate of pressure development of left ventricle (+dP/dtmax; another index of cardiac contractility), heart rate (HR), coronary flow (CF), monophasic action potential amplitude (MAPamp) and MAP duration at 90% repolarization (MAP90).  We also aimed to study  the effect of omentin and chemerin on PI3Kα, PI3Kγ, β1-AR, β2-AR, eNOS, CaV1.2, SERCA2a ve PLN gene expression.
Method: The hearts were isolated under sodium thiopental (50 mg/kg) anesthesia and perfused with modified Krebs-Henseleit solution (mK-Hs). After stabilization, 100, 200 and 400 ng/ml doses of omentin and 10, 100 and 1000 nM doses of chemerin were administered to the hearts for 30 minutes. In a group, the hearts were perfused with mK-Hs containing LY294002 (10 μM), a PI3K inhibitor, 5 minutes before 400 ng/ml omentin administration. In another group, the hearts were perfused with mK-Hs containing 10 mM L-NAME, a nitric oxide synthase inhibitor, 5 minutes before 1000 nM chemerin administration. In addition, we investigated the effects of omentin and chemerin on the expressions of genes mentioned above. Gene expressions were determined by real-time polymerase chain reaction after reverse transcription. Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) concentrations were calculated using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).
Results: All doses of omentin and chemerin significantly decreased LVDP and +dP/dtmax while they had no effect on HR, MAPamp and MAP90. 1000 nM dose of chemerin also decreased CF. LY294002 and L-NAME antagonized the effects of omentin and chemerin on contractility respectively. Omentin in 100 ng/ml dose and chemerin in 10 nM dose did not affect eNOS gene expression and cGMP levels. However, other doses of omentin and chemerin increased eNOS gene expression and cGMP levels. All doses of omentin and chemerin  significantly decreased CaV1.2 gene expressions. The doses of omentin studied and 100 and 1000 nM doses of chemerin significantly decreased PI3Kγ gene expressions. Omentin PLN gen expression did not change. However, 100 and 1000 nM doses of chemerin decreased PLN gen expression. The expressions of other genes and cAMP level were not significantly modified.
Conclusion: We suggest that acute omentin and chemerin treatment leads to a negative inotropic action with the involvement of NO pathway, CaV1.2 and PI3Kγ on isolated rat heart.