Sıçanlarda intraserebroventriküler amiloid beta 1-42 uygulamasının bilişsel fonksiyonlar üzerine etkisi: Taurinin ve peroksizomların rolü
The effect of intracerebroventricular amyloid beta 1-42 application on cognitive functions in rats: The role of taurine and peroxisomes
Yazar: NİDA ASLAN KARAKELLE
Danışman: PROF. DR. SİBEL DİNCER
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Amiloid beta protein = Amyloid beta protein ; Biliş = Cognition ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Peroksizomlar = Peroxisome ; Serebral ventriküller = Cerebral ventricles ; Sıçanlar = Rats ; Taurin = Taurine

Özet:
Bu çalışmanın amacı, sıçanlarda intraserebroventriküler amiloid beta 1-42 nörotoksisitesi ile indüklenen nörodejeneratif ve oksidatif süreçte peroksizomların rolünü araştırmak ve taurinin bu süreçteki olası olumlu etkilerini göstermektir. Çalışmamızda, yaşlı sıçanlarda taurin uygulamasının (1000 mg/kg/gün) ve intraserebroventriküler amiloid beta 1-42 enjeksiyonunun (her bir lateral ventriküle 5 μl, intraserebroventriküler); uzaysal öğrenme ve bellek performansları, beyin MDA ve GSH seviyeleri ile katalaz (CAT) enzimi, PEX14 ve PMP70 peroksizomal membran proteinlerinin ekspresyonları üzerine etkileri araştırıldı. Deneylerimizde 30 adet Wistar albino cinsi erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar; kontrol, sham, amiloid beta 1-42, taurin, amiloid beta 1-42+taurin şeklinde 5 gruba ayrıldı. Taurin uygulaması 6 hafta (42 gün) boyunca devam etti. Bütün gruplara stereotaksik cerrahi işlem (PBS veya amiloid beta 1-42 enjeksiyonu) ve davranış testleri (Morris su tankı ve yükseltilmiş artı labirent) uygulandı. Beyinden serebral korteks ve hipokampüs dokuları izole edildi. CAT, PEX14, PMP70 ekspresyonları Western blot analizi ile gösterildi. MDA ve GSH seviyeleri spektrofotometrik olarak ölçüldü. İstatistiksel analiz için; Kruskal Wallis ve Mann Whitney U testi, Friedman ve Wilcoxon testi, Paired-sample t testi ve Pearson r'si kullanıldı ve Bonferroni düzeltmesi uygulandı. p<0,01 istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. Bulgularımız amiloid beta 1-42 enjeksiyonunun uzaysal öğrenme ve bellek performansını bozduğunu, kortekste CAT, hipokampüste PEX14 ve PMP70 ekspresyonlarını ve GSH seviyelerini azalttığını, korteks ve hipokampüs MDA seviyelerini ise arttırdığını gösterdi. Taurin uygulaması, amiloid beta 1-42 enjeksiyonuna bağlı olumsuz etkileri kısmen düzeltmiş olsa da anlamlı farklılık sadece hipokampüs GSH seviyesinde saptandı. Ayrıca taurin bu dozda anksiyeteye sebep oldu. Sonuç olarak intraserebroventriküler amiloid beta 1-42 enjeksiyonu ile indüklenen nörodejeneratif ve oksidatif süreçte peroksizomal proteinlerin ve antioksidan kapasitenin azalmış olması peroksizomların bu süreçte rol oynayabileceğini, taurin desteğinin ise özellikle antioksidan kapasitenin artışı yönünde olumlu etkiler yapabileceğini gösterdi.

Abstract:
The aim of this study was to investigate the role of peroxisomes in the neurodegenerative and oxidative process induced by intracerebroventricular amyloid beta 1-42 neurotoxicity in rats and to demonstrate the possible positive effects of taurine in this process. In our study, taurine administration (1000 mg/kg/day) and intracerebroventricular injection of amyloid beta 1-42 (5 μl, intracerebroventricular per lateral ventricle) in old rats; spatial learning and memory performances, brain MDA and GSH levels, catalase (CAT), PEX14 and PMP70 effects on peroxisomal membrane proteins were investigated. In our experiments, 30 Wistar albino rats were used. Rats were divided into 5 groups as control, sham, amyloid beta 1-42, taurine, amyloid beta 1-42+taurine.  Taurine administration continued for 6 weeks (42 days). All groups received intracerebroventricular injection (PBS or amyloid beta 1-42) and behavioral tests (morris water maze and elevated plus maze). Cerebral cortex and hippocampus tissues were isolated from the brain. Expressions of CAT, PEX14, PMP70 were indicated by Western blot analysis. MDA and GSH levels were measured spectrophotometrically. For statistical analysis; Kruskal Wallis and Mann Whitney U test, Friedman and Wilcoxon test, Paired-sample t test and Pearson r were used and bonferroni correction applied. p<0.01 was considered statistically significant. Our results showed that injection of amyloid beta1-42 decreased the spatial learning and memory performance, cortex CAT and hippocampus PEX14, PMP70 and GSH levels and increased cortex and hippocampus MDA levels. Although the administration of taurine partially corrected the adverse effects of amyloid beta 1-42 injection, a significant difference was found only at the hippocampus GSH level. Also taurine caused anxiety at this dose. In conclusion, decreased peroxisomal proteins and antioxidant capacity in neurodegenerative and oxidative processes induced by intracerebroventricular amyloid beta 1-42 injection showed that peroxisomes may play a role in this process and taurine supplementation may have positive effects especially in increasing antioxidant capacity.