Kronik nikotin uygulamasının sıçan beynindeki endojen opioidler ve reseptörlerinin mRNA ekspresyonlarına etkisi
The effects of chronic nicotine administration on mRNA expression of endogen opioids and receptors in rat brain
Yazar: MELİHA ÖZTÜRK BİNTEPE
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZ GÖZEN
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Beyin = Brain ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Mikro RNA = Micro RNA ; Nikotin = Nicotine ; Opioidler = Opioids ; RNA = RNA ; Reseptörler = Receptors ; Sıçanlar = Rats ; Yoksunluk = Deprivation

Özet:
GİRİŞ VE AMAÇ: Nikotinin bağımlılık yapıcı etkileri beynin ödül sistemi olarak adlandırılan mezokortikolimbik dopaminerjik sistemde bulunan nikotinik asetilkolin reseptörleri aracılığıyla ortaya çıkar. Endojen opioid peptitler ve reseptörleri ödül, anksiyete ve bağımlılık gelişiminde görev alırlar. Nikotin yoksunluğu negatif duygu durum ve anksiyete ile ilişkilidir. Bu çalışma, nikotin ödülü ve nikotin yoksunluğu sırasında mezokortikolimbik sistemi oluşturan beyin bölgelerinde enkefalin, dinorfin, kappa opioid reseptör (KOR) ve delta opioid reseptörlerinin (DOR) mRNA ekspresyonundaki değişiklikleri araştırmayı hedeflemiştir.
GEREÇ VE YÖNTEM: Bu amaçla erkek Wistar cinsi sıçanlar kontrol, ödül (0W), 24 saat (24W) ve 48 saat yoksunluk (48W) olmak üzere 4 gruba (n=10/grup) ayrıldı. Kontrol grubuna musluk suyu ve kalan gruplara 12 hafta boyunca nikotin (50 µg/ml, serbest baz) içeren su verildi. On ikinci haftanın sonunda, kontrol ve ödül grupları hemen, 24W ve 48W grupları nikotin erişiminin sona ermesinden 24 veya 48 saat sonra dekapite edildi. Diseke edilen mezokortikolimbik beyin bölgelerinde endojen opioidlerin ve reseptörlerinin mRNA seviyeleri kantitatif real-time PCR ile ölçüldü. Her beyin bölgesindeki grup farklılıklarını göstermek için tek-yönlü ANOVA ve post-hoc Tukey testleri uygulandı.
BULGULAR: PENK mRNA ekspresyon düzeylerinde 48W grubunun HIP (p=0,040) ve PFC (p=0,000076) bölgelerinde kontrole kıyasla anlamlı bir artış saptandı. DOR mRNA düzeyleri, 48W grubunun (p=0,023) hipokampus (HIP)  bölgesinde kontrol gruplarına oranla daha yüksek bulundu. Diğer taraftan, PDYN mRNA ekspresyon düzeyleri ödül sırasında (0W) septumda (p=0,036), 48 saat yoksunluk sırasında DST'de (p=0,041) kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak daha yüksek saptandı. KOR mRNA düzeylerinin ise 48 saat nikotin yoksunluk grubunun PFC bölgesinde ödül ve 24 saat nikotin yoksunluk grubuna kıyasla anlamlı olarak arttığı saptandı (p<0,05).
SONUÇ: Yoksunluk sırasında KOR ve PDYN mRNA ekspresyonlarının artması, negatif duygu durum ile ilişkili olabilir. Bulgularımıza göre, endojen opioidler ve reseptörlerinin mezokortikolimbik sistem yapılarındaki ekspresyon mekanizmalarının aydınlatılması nikotin bağımlılığı tedavisinde kullanılmak üzere farklı tedavi stratejileri geliştirmek için yaralı ipuçları sağlayacaktır.

Abstract:
AIMS: Nicotine exerts its addictive effects through nicotinic acetylcholine receptors found in mesocorticolimbic dopaminergic system called the brain's reward system. Endogenous opioid peptides and receptors are involved in the development of reward, anxiety and addiction. Nicotine withdrawal has been associated with negative mood and anxiety. We investigated the changes in mRNA expression of enkephalin, dinorphine, kappa opioid receptor (KOR) and delta opioid receptors (DOR) in the mesocorticolimbic brain regions during nicotine reward and withdrawal.
METHODS: Male Wistar rats were assigned into 4 groups (n=10/group); control, nicotine reward (NR), 24h withdrawal (24W), 48h withdrawal (48W). Control group received tap water and the remaining groups received nicotine (50 μg/ml, free base) containing water as the only source of drinking water for 12 weeks. At the end of 12 weeks, control and NR groups were decapitated immediately, whereas 24W and 48W groups were decapitated 24 or 48 hours after the termination of nicotine access. mRNA levels of endogenous opioids and their receptors in the mesocorticolimbic brain regions were measured by qRT-PCR. One-way ANOVA and post-hoc Tukey tests were performed to show the group differences in each brain region.
RESULTS: There was a significant increase in PENK mRNA expression levels in the HIP (p = 0,040) and PFC (p = 0,000076) regions of the 48W group compared to the control. DOR mRNA levels were higher in the hippocampus (HIP) region of the 48W group (p = 0,023) compared to the control groups. PDYN mRNA expression levels were found to be significantly higher in the reward group (0W) in the septum (p=0.036) and in the 48W group at DST (p=0.041) compared to the control group.
PDYN mRNA expression levels were significantly higher in the NR group (0W) (p = 0,036) septum (SEP) region compared to the control group and . 
On the other hand, KOR mRNA levels were found significantly higher in the prefrontal cortex (PFC) of the 48W group (p = 0,044) compared to the 24W group. 

On the other hand, PDYN mRNA expression levels were found to be significantly higher in the septum during reward (0W) (p=0.036), and in DST during 48 hours of abstinence (p=0.041) compared to the control group.
CONCLUSION: Increased expression of KOR and PDYN mRNA during withdrawal may be related to negative emotions. According to our findings, elucidation of the expression mechanisms of endogenous opioids and their receptors in mesocorticolimbic system will provide useful clues to develop different treatment strategies for nicotine dependence.