Vazoaktif ıntestinal peptid ve vinposetinin embriyonik nöral kök hücrelerdeki mangan toksisitesi üzerine etkisi
The effect of vinpocetine and vasoactive intestinal peptide in manganese toxicity in embryonic neural stem cells
Yazar: EJDER SAYLAV BORA
Danışman: PROF. DR. TANER DAĞCI
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Manganın beyinde artmış konsantrasyonlarının eksitotoksisite ve nöro inflamasyonla ilişkili olduğu bilinmektedir. Vinposetin Vincaminor L. yapraklarından elde edilen alkaloidvinkaminden sentezlenmiştir. Nöroprotektif etkilerini temelde voltaj bağımlı Na+ kanalları ve Fosfodiesteraz enzimi üzerinden göstermektedir. Vazoaktif intestinal peptid 28 aminoasit' ten oluşan gastrointestinal, muskuler ve vazomotor etkilerinin yanısıra nöroprotektif etkiside bilinen bir peptidtir. Bu çalışmada embriyonel nöral kök hücrelerde Mangan toksisitesi sonrası vazoaktif intestinal peptid (VIP) ve vinposetin uygulamasının potansiyel koruyucu etkinliği incelenmiştir. Hücresel toksisiteyi saptamak için hücre canlılık analizi WST-1' den faydalanılmış olup IC50 Mangan dozu 50μM olarak saptanmıştır.
Hücre canlılık analizi metodu ile 50μM Mn+2 toksistesi sonrası nöroproteksyon sağlayan etkin VIP dozu 1000nM, vinposetin dozu ise 2μM olarak bulunmuştur. LDH membran bütünlüğü testinde kontrol grubuna göre vinposetin ve vazoaktif intestinal peptid gruplarında anlamlı LDH azalması bulunmuştur (p<0,0001). 50μM Mn+2grubu ile 50μM Mn+2 /Vinposetin ve 50μM Mn+2 / VIP gruplarındada kontrole göre anlamlı LDH azalması gözlendi (p< 0.0001). Mitokondri Membran Potansiyeli deneyinde 2 μM/ 50 μM Mn+2 eklenen gruptaki membran potansiyeli 50 μM Mangan içeren gruba göre anlamlı gerilemiştir (p< 0,0001). Fakat 1000nM VIP + 50 μM Mn+2 eklenen gruptaki membran potansiyeli ile 50 μM Mangan'lı gruptaki membran düzeyindeki fark anlamlı olarak sonuç vermemiştir (p > 0.05). Reaktif Oksijen Türleri tespitinde DCF-DA uygulamasında 2 μM vinposetin + 50 μM Manganlı grup ile sadece 50 μM Mangan'lı grup arasında ROT üretiminde anlamlı fark bulunmuştur (p=0.01).
Aynı şekilde 1000nM VIP + 50 μM Manganlı grup ile sadece 50 μM Mangan'lı grup arasında anlamlı fark bulunmuştur (p<0.0001). ATP düzeyleri karşılaştırıldığında, sadece 50 μM Manganlı gruba göre 1000nM VIP/Mn+2 için istatistiksel olarak anlamlı olmayan (p>0.005) fakat daha yüksek ATP düzeyi, Vinposetin/Mn+2grupta ise yine istatistiksel olarak anlamlı olmayan (p>0.005) fakat kontrolden daha yüksek bir ATP düzeyi saptanmıştır. Bu çalışmalarda Vinposetin ve VIP' in saptadığımız etkin dozlarda antioksidan ve antiapoptotik etkileri mitokondri ve oksidatif stres ile ilişkili parametrelerdeki değişimler ile gösterilmiştir. Literatüre bakıldığında VIP ve vinposetinin Mangan toksisitesi üzerine etkisi çalışılmamıştır. Bu açıdan çalışmamız örnek teşkil etmektedir.
Anahtar Kelimeler: Mangan, Nöral Kök Hücre, Vinposetin, VIP, Toksisite, Nöroprotektif, Antioksidan

Abstract:
Increased concentration of Manganese in the brain is known to be associated with excitotoxicity and neuroinflammation. Vinpocetine, an alkaloid derived from the plant Vinca minor L. , basicly shows its effect via phosphodiesterase inhibition and voltage dependent Na+ channels. Vasoactive intestinal peptide (VIP) has gastrointestinal, vasomotor, muscular and neuroprotective effects. The aim of this study was to examine the potential protective effects of vinpocetine and VIP against Mn2+ toxicity in neural stem cells (NSCs). VIP treatment at 1000 nM and vinpocetine treatment at 2 μM concentrations were sufficient to yield maximum protection and these concentrations were adopted in the following experiments. In this study, Mn2+ treatment significantly increased LDH leakage, ROS production and triggered cell death in NSCs. However, significant reduction in LDH release was observed following vinpocetine or VIP treatments when compared with control. Similar to these findings, Vinpocetine or VIP treatments significantly reduced membrane degradation induced by Mn2+ (p<0.0001). Moreover, Vinpocetine attenuated Mn2+ induced decrease of mitochondrial membrane potential (p<0.0001). Similarly, ROS production significantly decreased in cells after incubation with vinpocetine (p=0.01) or VIP in the presence of Mn2+ (p<0.0001). On the other hand, we did not observe any significant changes in ATP levels following VIP or vinpocetine treatments. Our study provides the evidence that Vinpocetine and VIP may exert protective effects via modulating free radical production, mitochondrial membrane potential and oxidative stress in Mn2+ induced neurodegeneration.
Key Words: Manganese, Neural Stem Cell, Vinpocetine, VIP, Toxicity, Neuroprotective, Antioxidant