7,8-dihidroksiflavonun kafeterya diyeti ile uyarılmış metabolik sendromda pankreas ve karaciğer dokularındaki endoplazmik retikulum stresine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of 7,8-dihydroxiflavone on endoplasmic reticulum stress in pancreatic and liver tissues in cafeteria diet-induced metabolic syndrome
Yazar: ELİF ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. AHMET ALVER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Dihydroxyflavonol = Dihydroxyflavonol ; Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Endoplazmik retikulum stresi = Endoplasmic reticulum stress ; Karaciğer = Liver ; Metabolik sendrom = Metabolic syndrome

Özet:
Metabolik sendromun patogenezinde endoplazmik retikulum (ER) stresi önemli bir rol oynamaktadır. ER stresinin obeziteyi, insülin direncini, karaciğer yağlanmasını, dislipidemiyi ve diğer metabolik bozuklukları indüklediği bildirilmiştir. ER stresini baskılayacak veya ilişkili semptomları iyileştirecek molekülleri keşfetmeye yönelik önemli çabalar olmuştur. Bir bitki flavonoidi ve beyin türevli nörotrofik faktör (BDNF) mimetiği olan 7,8-dihidroksiflavonun (7,8-DHF) vücut ağırlığını azaltması, sistemik enerji tüketimini arttırması gibi faydalı etkileri ortaya konulmustur. Bu çalışmada, 7,8-DHF'nin karaciğer ve pankreas dokularındaki ER stresi üzerine etkisinin kafeterya diyeti (KD) ile indüklü metabolik sendrom modelinde incelenmesi amaçlanmıştır. Her bir grupta 10 adet C57BL/6 ırkı erkek fare olacak şekilde dört grup oluşturuldu. 16 hafta boyunca KD ile beslenen farelere son dört hafta boyunca 7,8-DHF intraperitoneal olarak (5 mg/kg/gün) uygulandı. Gruplardaki her bir fareye oral glukoz tolerans testi (OGTT) yapıldı. Karaciğer ve pankreas dokularında 78-kDa glukozla-regüle protein (GRP78) ve C/EBP homolog protein (CHOP), serumda insülin ve interlökin-1β (IL-1β) ELISA yöntemi ile, serum biyokimya parametreleri otoanalizör ile analiz edildi. GRP78 ve CHOP gen ekspresyon seviyeleri RT-PCR ile belirlendi. Ayrıca karaciğer ve pankreas dokularında histopatolojik analizler yapıldı. Bulgular, KD'nin serumda metabolik anormalliklere, insülin direncine ve inflamasyona neden olduğunu, pankreas ve karaciğer dokularında ER stresini tetiklediğini ortaya koymuştur. 7,8-DHF uygulamasının serum biyokimya parametrelerini, HOMA-IR ve IL-1β seviyelerini düşürerek metabolik anormallikleri önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir. RT-PCR ve ELISA sonuçları, 7,8-DHF uygulamasının karaciğerde GRP78 ve CHOP ekspresyonunu ve protein seviyelerini, pankreasta GRP78 ekspresyonunu baskıladığını göstermektedir. 7,8-DHF'nin bu dokulardaki etkinliği histopatolojik testlerle de gösterilmiştir. Sonuç olarak, KD ile indüklü metabolik sendrom modelinde 7,8-DHF hem karaciğer hem de pankreasta ER stresini ve ER stresinin neden olduğu metabolik bozuklukları baskılamıştır. Bu nedenle 7,8-DHF, ER stresini ve ilgili metabolik semptomları iyileştirmek için potansiyel olarak yeni bir terapötik bileşik olabilir.

Abstract:
Endoplasmic reticulum (ER) stress plays a critical role in the pathogenesis of metabolic syndrome. ER stress has been documented to induce obesity, insulin resistance, fatty liver diseases, dyslipidemia and other metabolic disorders. There have been prominent works to detect molecules that would suppress ER stress or improve associated symptoms. The beneficial effects of 7,8-dihydroxyflavone (7,8-DHF), a plant flavonoid and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mimetic have been shown such as reducing body weight and increasing systemic energy consumption. In this study, it was aimed to investigate the effects of 7,8-DHF on ER stress in liver and pancreatic tissues in a cafeteria diet (CAF) stimulated metabolic syndrome model. Four groups were formed each of which wascomposed of 10 C57BL/6 male mice. Mice fed with CAF for 16 weeks were administered 7,8-DHF intraperitoneally (5 mg/kg/day) for the last four weeks. An oral glucose tolerance test (OGTT) was conducted on each mouse in the groups. In liver and pancreas tissue, 78-kDa glucose regulated protein (GRP78) and C/EBP homologous protein (CHOP), serum insulin and interleukin-1β (IL-1β) with ELISA method, biochemical arguments were analyzed with autoanalyser. GRP78 and CHOP gene expression levels were done by RT-PCR. In addition, histopathological analyzes were accomplished on liver and pancreatic tissues. The findings revealed that CAF causes metabolic irregularities, insulin resistance and inflammation in serum, triggers ER stress in pancreatic and liver tissues. It has been indicated that the application of 7,8-DHF significantly reduces metabolic irregularities by diminishing serum biochemical parameters, HOMA-IR and IL-1β levels. RT-PCR and ELISA results show that 7,8-DHF administration suppresses GRP78 and CHOP expression and protein levels in the liver and GRP78 expression in the pancreas. The effectiveness of 7,8-DHF in these tissues has also been shown by histopathological tests. As a result, in the CAF triggered metabolic syndrome model, 7,8-DHF suppressed ER stress and metabolic disorders caused by ER stress in both the liver and pancreas. Therefore, 7,8-DHF could potentially be a new therapeutic compound to improve ER stress and related metabolic symptoms.