Prediyabetik hayvan modelinde metformin tedavisinin BDNF gen ifadesi ve bilişsel fonksiyonlar üzerindeki etkisi
The effect of metformin treatment on BDNF gene expression and cognitive functions in prediabetic animal model
Yazar: İBRAHİM HALİL ÇİTÇİ
Danışman: PROF. DR. SİBEL OĞUZKAN BALCI ; DOÇ. DR. CAN DEMİREL
Gaziantep Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Bellek = Memory ; Biliş = Cognition ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hipokampus = Hippocampus ; Metformin = Metformin ; Obezite = Obesity ; Prediabetik durum = Prediabetic state ; Sinir büyüme faktörleri = Nerve growth factors ; Sıçanlar = Rats ; İlaç tedavisi = Drug therapy

Özet:
Prediyabet, Dünya'da sıklığı artmakta olan bir hastalıktır. Makro ve mikrovasküler komplikasyonlar, glukoz toksisitesi, hiperinsülinemi prediyabette kognitif bozukluklara neden olabilmekte, ayrıca prediyabete sıklıkla eşlik eden obezite gibi hastalıklar da bu duruma katkıda bulunmaktadır. Son zamanlarda yapılan araştırmalar merkezi sinir sisteminin vücut kitlesinin düzenlenmesindeki rolüne dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, prediyabetik hayvan modelinde; hipokampus bölgesinde beyin türevi nörotrofik faktör (BDNF) gen ifadesi ile öğrenme arasındaki olası ilişkinin metformin tedavisi ile karşılaştırmalı olarak analizi yapıldı. Çalışmada 32 Wistar albino rat kullanıldı. Deneysel prediyabet oluşturmak için denekler yüksek yağlı diyet (HFD) ile beslendi. Prediyabetik model oluşturulduktan sonra bir gruba metformin tedavisi uygulandı. Kontrol, prediyabet ve metformin uygulanmış olan deney gruplarına Morris su tankı ile öğrenme testi uygulandı. Deneylerin sonunda hayvanlar sakrifiye edildi ve hipokampus bölgeleri izole edildi. Real-Time PCR kullanılarak hipokampal örneklerde BDNF gen ifadesi analizi yapıldı. Deney sonuçları istatistiksel olarak değerlendirildiğinde, HFD diyet ile indüklenmiş ratlarda kontrol gruplarındaki ratlara kıyasla öğrenme performanslarının daha düşük olduğu ve BDNF gen ifadesinin azaldığı tespit edilmiştir (p=0.044). Metformin uygulanan grup ile kontrol grubu karşılaştırıldığında öğrenme performansları ve BDNF gen ifadelerinde artış görülmüştür (p=0.042). Metformin uygulanan prediyabetik grup ile ilaç uygulanmayan prediyabetik grup karşılaştırıldığında ise öğrenme performansları ve BDNF gen ifadelerinde artış saptanmıştır (p=0.044). Bu araştırma sonucunda, BDNF geninin prediyabetik hayvanlarda öğrenme performansı ve enerji dengesini düzenlediğine işaret eden bulgular saptandı. Bu çalışma BDNF geninin bilişsel fonsiyonlar ve enerji metabolizmasını düzenlemedeki rolünü inceleyen ilk çalışmadır, BDNF ve ilişkili moleküllerle yapılacak olan diğer araştırmalar için yol gösterici sonuçların elde edildiği düşünülmektedir.

Abstract:
The prevalence of prediabetes is increasing rapidly in recent years. Prediabetes related factors such as macrovascular and microvascular complications, glucose toxicity, hyperinsulinemia have been suggested to be involved cognitive impairment in prediabetes, additionally risk factors that are linked to prediabetes; obesity can also cause cognitive impairments. In a recent human genome-wide association study, the role of the central nervous system in body mass regulation was strongly emphasized. In the present study, after prediabetes is induced by feeding wistar rats with high fat diets, the possible relationship between BDNF gene expression levels and learning-memory in the hippocampus which is the learning-related area in the brain will be investigated in the prediabetic animals. We assessed the importance of intact endogenous hypothalamic or hindbrain BDNF/TrkB signaling in the central regulation of energy balance with 32 Wistar rats respectively, comparing metabolic parameters and cognitive functions under high-fat diet or chow fed conditions. Our data show that when fed a high-fat diet, rats have significantly increased body weight and adiposity that is likely driven by reduced locomotor activity and core body temperature. In addition, under high fat diet conditions, rats show increased blood glucose levels and decreased cognitive functions (p=0.044). When Metformin administration rats show decreased blood glucose levels and increased cognitive functions (p=0.042). Taken together, our findings demonstrate that BDNF/TrkB is a novel metabolic and cognitive functions regulator and that enhanced signaling may contribute to the beneficial metabolic effects and cognitive functions.