Kronik hafif stres ile oluşturulan sıçan depresyon modelinde iyon kanal inhibitörlerinin tedavi etkinliğinin belirlenmesi
The determination of therapeutic effects of ion channel inhibitors in rat depression model of induced with chronic mild stress
Yazar: İLAY BURAN
Danışman: DOÇ. DR. EBRU ÖNALAN
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Depresyon = Depression ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Mikro RNA = Micro RNA ; RNA = RNA ; Stres = Stress ; Sıçanlar = Rats ; İnhibitör = Inhibitor ; İyon kanalları = Ion channels

Özet:
Majör depresif bozukluk (MDB), yaygın bir ruh sağlığı problemidir. Hastalığın patofizyolojisinde iyon kanallarının ve miRNA'ların fonksiyonu olduğu bilinmektedir. Mevcut çalışmamızda, kronik hafif stres (KHS) MDB modelinde, beynin hipokampus ve prefrontal korteks dokularında sentezlenen 115 iyon kanalının ifadesinin değerlendirilmesi ve artış yönünde değişimi tespit edilen 3 iyon kanalına spesifik inhibitörlerin tedavi etkinliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 
Çalışmada, Wistar albino erkek sıçanlar; Kontrol, KHS, Sham ve KHS+ inhibitör grupları şeklinde ayrıldı. MDB, 7 haftalık KHS uygulamasıyla oluşturuldu. Kontrol ve KHS gruplarında qRT-PCR ile iyon kanallarının ifadeleri belirlendi. İfadesi yüksek olan 3 iyon kanalına (TRPC1, CHRNA6, TRPM4) spesifik inhibitörlerle (Pico145, BpiDl, 9-Phenanthrol)  deneklere tedavi uygulandı. Bu iyon kanallarını hedefleyen miRNA'ların ifadeleri değerlendirildi. KHS'nin ve tedavilerin etkisi, davranış deneyleriyle ve nörotransmitter düzeylerinin ölçülmesiyle belirlendi.
Sonuçlarımıza göre KHS, hipokampusta 13, prefrontal kortekste 16 iyon kanalının ifadesinde anlamlı artışa neden olmuştur. Zorunlu yüzme testinde ve yükseltilmiş artı labirent testinde Pico145, BpiDl ve 9-Phenanthrol'ün, açık alan testinde Pico145'in antidepresan benzeri etkisinin olduğu belirlenmiştir. Tüm grupların beyinlerinin serotonin ve noradrenalin seviyelerinde değişim olmazken dopamin seviyelerinin arttığı, KHS ve KHS+Pico145 gruplarında ise asetilkolin seviyelerinin azaldığı görülmüştür. Değerlendirilen iki dokuda da miRNA'lardan 6'sının KHS'de ifadesinin anlamlı değiştiği belirlenmiştir. İnhibitörlerden BpiDl'nin miR-6334'ün ve Pico145'in de miR-875'in ifadesini değiştirdiği görülmüştür.
Bulgularımız, iyon kanallarının ve miRNA'ların depresyon patofizyolojisinde rol oynadığını, özellikle TRPC1/4/5 inhibitörü Pico145'in tedavi etkinliğinin yüksek olduğunu ayrıca asetilkolin ve dopaminin nörotransmitter ağdaki önemini ortaya koymuştur. Çalışmamızın, MDB patofizyolojisiyle ilişkili farklı mekanizmaların aydınlatılmasına ve hastalığın tedavisinde iyon kanallarının kullanımına ilişkin yapılacak farmasotik çalışmalara önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Major depressive disorder (MDD) is a common mental health problem. It is known that ion channels and miRNAs have function in the pathophysiology of depression. In our study, we aimed to evaluate the expression of 115 ion channels synthesized in the prefrontal cortex and hippocampus tissues of the brain in the Chronic Mild Stress (CMS) MDD model and to use the specific inhibitors of upregulated 3 ion channels as treatment. It was also aimed to investigate the effect of these inhibitors on miRNAs targeting selected channels.
             Wistar albino male rats were used in the study. The subjects were divided into: Control, CMS, Sham, and CMS+Inhibitor. 7 weeks of CMS was used to induce MDD. Expression of ion channels in Control and CMS groups was determined through qRT-PCR. The rats were treated with inhibitors (Pico145, BpiD1, 9-Phenanthrol) that are specific to the 3 upregulated ion channels (TRPC1, CHRNA6, TRPM4). The expressions of miRNAs targeting these 3 ion channels were evaluated. The effect of CMS and the treatments was determined by behavioral experiments and by measuring neurotransmitter levels.
We found that CMS lead to a significant increase in the expression of 13 ion channels in the hippocampus, and 16 ion channels in the prefrontal cortex. It was determined that Pico145, BpiDl and 9-Phenanthrol had antidepressant-like effects in forced swimming test and elevated plus maze test and just Pico145 had antidepressant-like effects in open field test. In all groups, serotonin and noradrenaline levels remained unchanged, whereas dopamine levels increased. Also, acetylcholine levels decreased in the CMS and the CMS+Pico145 groups. Significant changes in the expression of 6 miRNAs in CMS were determined in both tissues evaluated. It was observed that BpiD1 only increased the expression of miR-6334 and Pico145 altered the expression of miR-875. 
          Our findings showed that ion channels and miRNAs play a role in the pathophysiology of depression, especially the treatment efficacy of TRPC1/4/5 inhibitor Pico145 is high and acetylcholine and dopamine are important in neurotransmitter network. It is thought that our findings will contribute to the pharmacological studies related to the use of ion channels in the treatment of MDD and to elucidate the different mechanisms related to its pathophysiology.