Sıçan beyninde melanokortin reseptörleri, kortikotropin salgılatıcı faktör ve kortikotropin salgılatıcı faktör reseptörlerinin MRNA ekspresyonlarının kronik nikotin uygulaması ile düzenlenişi
Effects of chronic cicotine administration on MRNA expression of melanocortin receptors, corticotropin-releasing factor and corticotropin-releasing factor receptors in rat brain
Yazar: BUKET AYPAR
Danışman: PROF. DR. BURCU BALKAN
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Beyin = Brain ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kortikotropin salgılatıcı hormon = Corticotropin-releasing hormon ; Madde bağımlılığı = Drug addiction ; Melanokortin = Melanocortin ; Mikro RNA = Micro RNA ; Nikotin = Nicotine ; Reseptörler = Receptors ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Madde bağımlılığı gelişiminde ödül ve yoksunluk süreçleri kritik önem taşır. Yoksunluk, negatif duygu durum ve anksiyete ile karakterizedir. Nikotinin bağımlılık yapıcı etkileri beynin ödül sistemi olarak adlandırılan mezokortikolimbik dopaminerjik sistemde bulunan nikotinik asetilkolin reseptörleri aracılığıyla ortaya çıkar. Melanokortinler (MC), kortikotropin-salgılatıcı hormon (CRH) ve reseptörleri ödül, anksiyete ve bağımlılık gelişiminde önemli roller oynar. Çalışmamızda nikotin ödülü ve yoksunluğu sırasında mezokortikolimbik beyin bölgelerinde MC reseptörleri, CRH ve CRH reseptörlerinin mRNA ekspresyonundaki değişiklikleri araştırmayı hedefledik.
Bu amaçla 40 adet erkek Wistar cinsi sıçan kontrol, nikotin ödül (0Y), 24 saat (24Y) ve 48 saat yoksunluk (48Y) olmak üzere 4 gruba (her grupta n=10) ayrıldı. Kontrol grubuna musluk suyu ve kalan gruplara 12 hafta boyunca nikotin (ilk hafta 25 µg / ml, sonraki 11 hafta 50 µg / ml, serbest baz) içeren su verildi. 13. haftada kontrol ve 0Y grupları hemen, 24Y ve 48Y grupları nikotin erişiminin sona ermesinden 24 veya 48 saat sonra dekapite edildi. Ventral tegmental alan (VTA), medial hipotalamus (MHA), amigdala, hipokampus, nükleus accumbens (NAc), dorsal striatum (DST), septum (SEP) ve medial prefrontal korteks (mPFC)'teki MC reseptörleri (MC3R ve MC4R), CRH ve CRH reseptörlerinin (CRH-R1 ve CRH-R2) seviyeleri kantitatif real-time PCR ile ölçüldü. Her beyin bölgesindeki grup farklılıklarını göstermek için tek yönlü ANOVA ve post-hoc Tukey testleri yapıldı. Tukey testinin anlamlı fark vermediği durumlarda Duncan testi uygulandı.
CRH mRNA düzeyleri; AMG'da 0Y grubunda (p=0,005), PFC'te 0Y, 24Y ve 48Y gruplarında (p<0,001) ve SEP 48Y grubunda (p<0,05) kontrol gruba göre daha yüksek bulundu. Ayrıca CRH mRNA düzeylerinin MHA'da 24Y ve 48Y gruplarında 0Y grubuna göre daha yüksek olduğu gösterildi (p<0,05). 
CRH-R1 mRNA düzeyleri; AMG'da 0Y (p=0,02) ve 48Y (p=0,023) gruplarında, NAc'te 0Y, 24Y ve 48Y gruplarında (p<0,05) ve SEP'da 48Y (p=0,045) grubunda kontrol grubuna göre daha yüksek bulundu. CRH-R2 mRNA ifadesinde anlamlı değişiklik saptanmadı.
MC4R mRNA düzeyleri, PFC'de 24Y (p=0.038) ve 48Y (p=0.007) gruplarında, septumda 48Y grubunda (p=0.03) ve DST'de 24Y grubunda (p=0.022) kontrol grubuna oranla daha yüksek bulundu. Ek olarak, NAc'te MC4R mRNA düzeyleri 0Y grubunda kontrol grubuyla karşılaştırıldığında daha yüksek bulundu (p=0.042). MC3R mRNA düzeyleri ise, MHA'da 48Y grubunda (p=0.014) ve VTA'da 24Y (p=0.01) ve 48Y (p=0.003) gruplarında kontrol grubuna oranla daha yüksek bulundu. 
Tez çalışmamızın sonuçları kronik nikotin maruziyeti ve yoksunluk sırasında CRH, CRH-R1, MC3R ve MC4R'lerinin ekspresyonunun artmasının, negatif duygu durum düzenlenmesi ile ilişkili olabileceğine işaret etmektedir. Melanokortin ve CRH sinyalizasyonu, nikotin bağımlılığının tedavisinde bir hedef olabilir.

Abstract:
Reward and withdrawal processes are essential in development of addiction. Withdrawal is characterized with negative affective symptoms and anxiety. The addictive properties of nicotine are elicited by nicotinic acetylcholine receptors that are present in mesocorticolimbic dopaminergic system. Melanocortins (MC), Corticotropin-releasing hormone (CRH) and their receptors play important roles in reward, addiction and anxiety. In our study we aimed to investigate the the differences in the expression of CRH, CRH receptor and MC receptor mRNAs in the mesocorticolimbic dopaminergic system during nicotine reward and nicotine withdrawal.
Therefore 40 male Wistar rats were divided into four groups: nicotine reward (0W), 24 hours nicotine withdrawal (24W), 48 hours nicotine withdrawal (48W) and control group (n=10). For 12 weeks the control group was only administered tap water and the remaining groups were administered nicotine (during the first week 25 µg / ml; the next 11 weeks 50 µg / ml, free base) dissolved in tap water. In the 13th week, control and 0W groups were decapitated immediately. 24W and 48W groups were decapitated 24 and 48 hours after cessation of nicotine administration. MC receptor (MC3R and MC4R), CRH and CRH receptor (CRH-R1 and CRH-R2) mRNA levels were measured by quantitative real-time PCR in ventral tegmental area (VTA), medial hypothalamus (MHA), amygdala (AMG), hippocampus, nucleus accumbens (NAc), dorsal striatum (DST), septum (SEP) ve medial prefrontal cortex (mPFC). One-way ANOVA and post-hoc Tukey tests were performed to demonstrate mRNA expression differences in each brain area. When Tukey test results was not statistically significant, post-hoc Duncan test was performed.
CRH mRNA levels of PFC 0W, 24W and 48W groups (p<0,001), in SEP of 48W (p<0,05) group and in AMG of 0W group (p=0,005) were significantly higher than the controls. In MHA, CRH mRNA levels in 24W and 48W groups were found significantly higher than 0W group (p<0,05). CRH-R1 mRNA levels in AMG of 0W (p=0,02) and 48W (p=0,023) groups, in NAc of 0W, 24W and 48W groups (p<0,05) and in SEP of 48W group (p=0,045) were increased compared to the control group. CRH-R2 mRNA levels were not statistically significant among groups in any of the brain areas.
MC4R mRNA levels in PFC of 24W (p=0.038) and 48W (p=0.007) groups, in NAc of 0W group(p=0,042), in SEP of 48W group (p=0.03) and in DST of 24W group (p=0.022) were significantly increased compared to control group. On the other hand MC3R mRNA levels in MHA of 48W group (p=0,014) and VTA of 24W (p=0,01) and 48W (p=0,003) groups were signficantly increased compared to the control group.
The enhancement of CRH, CRH-R1, MC3R and MC4R mRNA levels during chronic nicotine administration and withdrawal may be related to the regulation of negative affective state. Melanocortin and CRH receptors may be alternative molecular targets for the treatment of nicotine addiction.