Sıçanlarda intraserebroventriküler irisin uygulamasının beyindeki eşleşme bozucu (Uncoupling) protein ailesi üzerine etkileri
The effect of intracerebroventricular irisin application to the rats on the uncoupling protein family in brain
Yazar: YAVUZ ERDEN
Danışman: PROF. DR. SEVDA KIRBAĞ ; YRD. DOÇ. DR. EBRU ÖNALAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
İrisin egzersiz esnasında kas dokudan serbestlenen termojenik bir proteindir. İrisinin en önemli fizyolojik rolü, beyaz yağ dokudan kahverengi yağ doku gelişimini sağlamasıdır. İrisin bu gelişimi başta UCP1 olmak üzere diğer kahverengileşmeyi sağlayan proteinlerin düzeylerini arttırarak gerçekleştirir. UCP'ler mitokondrinin zarlar arası alanında ki proton gradyanını azaltarak ATP oluşumunun kısmen azaltırlar ve ısı oluşumuna neden olurlar.  İrisinin UCP1 ile olan ilişkisi kısmen biliniyor olunsa da, UCP1 ile yakın akrabalık gösteren UCP2-5 ile muhtemel ilişkisi hala gizemini korumaktadır. Yapılan bu çalışmayla irisinin merkezi alanda yer alan UCP2-5 proteinleri üzerine muhtemel etkisinin belirlenmesi amaçlandı.
Çalışmada ağırlıkları 200-250 g olan Sprague Dawley cinsi toplam 80 adet dişi sıçan kullanıldı. Hayvanların ağırlıkları göz önüne alınarak deney grupları oluşturuldu ve irisinin hazırlanan 1 µM (düşük doz), 3 µM (orta doz) ve 10 µM (yüksek doz) konsantrasyonları intraserebroventriküler enjeksiyonla uygulandı. Uygulama sonrası farklı bekleme zamanları dikkate alınarak gruplarda bulunan hayvanlar dekapite edildi. Ayrıca gruplardaki hayvanların operasyon öncesi ve operasyon sonrası vücut sıcaklıkları ölçüldü. Hayvanlar dekapite edildikten sonra beyin dokuları (hipotalamus, hipofiz, hipokampus, serebellum, striatum ve korteks) toplandı ve RT-PZR ile UCP2-5 mRNA düzeyleri belirlendi. Gruplar arasındaki ekpresyon düzeyleri arasındaki farklılıkların belirlenmesinde Student's t testi kullanıldı ve p<0.05 değeri anlamlı kabul edildi.
Merkezi uygulanan irisinin yüksek dozu bütün beyin bölgelerinde UCP5 ifadesini anlamlı düzeyde arttırdı (p<0.05). Buna karşın uygulanan irisinin dozları hipofiz hariç diğer beyin bölgelerindeki UCP4 ifadesini azaltıcı etki gösterdi. UCP2 mRNA düzeyi hipotalamus, hipofiz ve hipofizde irisin uygulaması sonrası azalma gösterirken, özellikle serebellumda doz ve zaman bağımlı olarak UCP2 ifadesi ciddi artışlar sergiledi (p<0.05). Ayrıca icv irisin enjeksiyonu sonrası gruptaki hayvanların vücut ısıları anlamlı düzeyde yükseldi (p<0.05). Bütün bu sonuçlar dikkate alındığı zaman irisinin sadece UCP1 üzerine etki göstermediğini, aynı zamanda diğer UCP'ler üzerine de doğrudan veya dolaylı olarak etki gösterebileceğini ortaya koymaktadır.  

Anahtar Kelimeler: İrisin, UCP2, UCP3, UCP4, UCP5, Beyin, Vücut sıcaklığı

Abstract:
Irisin is a thermogenic protein that is secreted from muscle tissues. The most important physiological role of irisin is its promoting the conversion of white adipose tissue to brown adipose tissue. Irisin promotes this conversion by increasing the level of especially UCP1 and other proteins that stimulate browning in adipose tissue.  UCPs reduce the rate of ATP production partially by decreasing the protein gradient in intermembrane space of a mitochondrion and generate heat. The probable relationship between irisin and UCP2-5 which are close relatives of UCP1 remains still a mystery although its relationship with UCP1 is known partially. With this study it was aimed to determine the probable effect of irisin on UCP2-5 proteins that are located in the inner membrane.
80 female Sprague Dawley rats which weighed in a range of 200 g to 250 g were used in the study. Experiment groups were formed by taking weights of the rats into account and irisin prepared at concentration of 1 µM (low dose), 3 µM (mid dose) and 10 µM (high dose) was applied via intracerebroventricular injection. After the application, the rats were decapitated by considering different waiting duration. In addition, preoperative and postoperative body temperatures of the rats in groups were measured. After decapitation, brain tissues (hypothalamus, hypophysis, hippocampus, cerebellum, striatum and cortex) were gathered and RT-PCR and UCP2-5 mRNA levels were detected. Student's t test was benefited from in determining differences between expression levels and p<0.05 value was accepted as meaningful.
Applying high dose of irisin increased the UCP5 at a meaningful manner (p<0.05). On the other hand it reduced UCP4 in regions of brain except hypophysis. While UCP2 mRNA levels decreased in hypothalamus and hypophysis after irisin application, significant increases were observed especially in cerebellum in terms of doses and time (p<0.05). Moreover, after icv injection of irisin, body temperatures of the rats increased at a meaningful manner (p<0.05). All results considered, it is concluded that irisin can have effects not only on UCP1 and but also other UCPs directly or indirectly.

Keywords: Irisin, UCP2, UCP3, UCP4, UCP5, Brain, Body temperature