Timokinon (TQ)'un insan hücre hattı modelinde insülin sinyal yolaklarına etkilerinin moleküler düzeyde araştırılması
Investigation of the effects of thymoquinone (TQ) on insulin signaling pathways at the molecular level using a human cell line model
- Tez No: 408405
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİT CANATAN, DOÇ. DR. ÇAĞRI ŞAKALAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Timokinon, Glukoz Alımı, HepG2 Hücre Hattı, İnsülin Direnci, İnsülin Sinyal Yolakları, Glükoz, Hücre dizisi, İnsülin, Thymoquinone, Glucose Uptake, HepG2 Cell Line, Insulin Resistance, İnsülin Signaling Pathways, Glucose, Cell line, Insulin
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsülin direnci, insülin reseptörünün yapısı ve/veya fonksiyonları veya glukoz transportlarında meydana gelen bozukluklar neticesinde meydana gelmektedir. Timokinon (TQ), Nigella sativa'nın biyoaktif komponentidir. Deneysel çalışmalarda streptozosin (STZ) ile indüklenerek oluşturulan diyabetik hayvan modelleri üzerinde yapılan araştırmalarda, TQ' un hipoglisemik ve antidiyabetik etkiye sahip olduğu bildirilmiştir. Bu çalışmada ilk etapta hücre kültürü ortamında insülin direnç modeli oluşturulması amaçlanmıştır. Oluşturulan insülin direnç modelinde TQ' un hücre içerisine glukoz alımındaki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Son olarak, oluşan insülin direnç modeli üzerinde TQ' un insülin sinyal yolağında gen düzeyinde meydana getirdiği değişikliklerin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamda, in vitro ortamda HepG2 hücreleri kullanılarak yüksek doz insülin (1700 nm) verilmesiyle insülin direnç modeli oluşturuldu. TQ' un farklı konsantrasyonlarda (6.25, 12.5, 25, 50 µM) uygulanarak insülin direncine olan etkisi incelendi. TQ' un HepG2 hücrelerinde indüklediği sitotoksisite ve apoptoz incelendi. Sitotoksisite deneyinde, TQ' un HepG2 hücrelerinde IC50 değeri 23.75 µM olarak belirlendi. Apoptoz deneyinde, kontrol, 6.25, 12.5, 25 ve 50 µM dozlarını kapsayan TQ uygulandığında, apoptoz yüzdelerinin sırasıyla % 1,6 ± 0,16, % 6,8 ± 0,22, % 9,9 ± 1,07, % 19,4 ± 1,16, % 26,6 ± 1,17 olduğu belirlendi (p<0,05). Glukoz alım deneyinde, hücrelerin glukoz alım oranları yüzde olarak, insülin direnç modeli oluşturulan kontrol grubunda % 1,56 ± 0,6 iken, farklı TQ dozlarında glukoz alımı şu şekilde belirlendi: TQ-6.25 µM, % 4,31 ± 0,58, TQ-12.5 µM % 6,29 ± 0,89, TQ-25 % 18,87 ± 2,45, TQ-50 µM % 43,04 ± 4,69 (p<0.05). İnsülin direnci oluşturulmayan HepG2 hücrelerinde ise glukoz alımı % 44,06 ±1.89 olarak bulundu. Bu veriler insülin direnci sonucu azalan glukoz alımının TQ tarafından düzeltildiğini açıkca ortaya koymaktadır. Gen ifadesi düzeyinde yapılan çalışmada insülin direnci oluşturulmuş hücrelerde farklı TQ dozlarında insülin direnci ile ilişkili 84 genin ekspresyon seviyeleri incelendi. TQ'un 12.5, 25 ve 50 µM konsantrasyonlarında, sitokin-sitokin reseptör etkileşimi ile ilişkili gen ifadelerinin (IL6, TNF-α, IL1R1, IL18R1), insülin sinyal yolağı ile ilişkili gen ifadelerinin (INSR, IRS2, AKT3, PDK2, MAPK) ve sitokin bağlama ile ilişkili gen ifadelerinin (CCR4, CCR5, CXCR3, CXCR4) etkilendiği tespit edildi (p<0,05). Sonuç olarak, insülin direnç modeli oluşturulan hepatoselüler karsinoma hücre hattı HepG2 üzerinde TQ' un insülin direnç mekanizmasını zayıflattığını gözlemledik. Buna ilaveten, TQ' un insülin sinyal yolağı ile ilişkili kritik genlerin ekspresyon seviyelerine etki göstererek glukoz alımına katkı sağladığını düşünmekteyiz. TQ' un gösterdiği bu önemli etkinin in vivo çalışmalarla daha ayrıntılı çalışılarak terapötik bir ajan olarak kullanılma potansiyelinin araştırılması gerektiği öngörmekteyiz.
Özet (Çeviri)
Insulin resistance develops as a result of irregularities in glucose transports and insulin receptor structure and/or functions. Thymoquinone (TQ) is the active ingredient of Nigella sativa. It has been well documented in experimental studies in which the diabetes is induced by streptozotocin (STZ) in diabetic animals that TQ has hypoglysemic and anti-diabetic effects. In the present study, insulin resistance model in cell culture has been aimed to be developed in the first phase. It was aimed to study the effect of TQ on intra-cellular uptake of glucose in established insulin resistance model. In the last phase, the aim was to evaluate the effect of TQ on the expression levels genes involved in the insulin signaling pathway in established insulin resistance model. Insulin resistance model was established by using high dose insulin (1700 nm) in HepG2 cells in in vitro conditions. Effects of the application of different concentrations of TQ (6.25, 12.5, 25, 50 µM) on insulin resistance were evaluated. Cytotoxicity and apoptosis induced by TQ on HepG2 cells were investigated. IC50 value of TQ on HepG2 cells was detemined to be 23.75 µM in cytotoxicity experiment. In apoptosis experiment, apoptosis levels were determined to be 1,6 ± 0,16 %, 6,8 ± 0,22 %, 9,9 ± 1,07 %, 19,4 ± 1,16 %, 26,6 ± 1,17 %, respectively in control , 6.25, 12.5, 25 and 50 µM TQ doses (p<0.05). In glucose uptake experiment, the percentage of glucose uptake of cells was determined to be 1,56 ± 0,6 % in insulin resistance model (control) while different concentrations of TQ value (TQ-6.25 µM, 4,31 ± 0,58 %, TQ-12.5 µM 6,29 ± 0,89 %, TQ-25 18,87 ± 2,45 %, TQ-50 µM 43,04 ± 4,69 % (p<0.05). Glucose uptake on HepG2 cells without insulin resistance development was detemined to be 44,06 ±1.89 %. These data clearly demostrate that reduced glucose uptake due to insulin resistance is restored by TQ. In gene expression level study, the effect of different doses of TQ on 84 genes related with insulin resistance were investigated in cells with established insulin resistance with the doses at 12.5, 25, 50 µM of TQ. The expression of genes related with cytokine cytokine interactions (IL6, TNF-α, IL1R1, IL18R1), insulin signaling pathway (INSR, IRS2, AKT3, PDK2, MAPK), cytokine binding (CCR4, CCR5, CXCR3, CXCR4) was determined to be affected (p<0,05). In conclusion, we observed that TQ weakens insulin resistance in hepatocellular carcinoma cell line HepG2 with established insulin resistance model. In addition, we believe that TQ contributes to glucose uptake by affecting the expression levels of critical genes in insulin signaling pathway. We propose that this important effect of TQ needs to be further investigated in in vivo studies to explore TQ' s potential as a therapeutic agent.
Benzer Tezler
- Çörek otunun (Nigella sativa) yapısı ve akciğerler üzerine immünomodülatör etkisi
Structure of black seed (Nigella sati̇va) and immunomodulator effect on the lungs
MUSTAFA GÖZÜOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Veteriner HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiVeterinerlik Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞERİFE TÜTÜNCÜ
- Timokinon'un streptozotosin ile oluşturulan tip 1 diyabette damar hasarı üzerine etkisi
Effect of thymoquinon on vascular damage caused by streptozotocin-induced TYPE-1 diabetes
SÜMEYRA SELCEN YONCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Eczacılık ve FarmakolojiFırat ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK İLHAN
- Timokinon'un diyabetik nöropatik ağrı üzerindeki etkisinin ve etki mekanizmasının değerlendirilmesi
The evaluation of the effect and the mechanism of action of thymoquinone on diabetic neuropathic pain
RUKİYE MENEMENCİOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL YILDIRIM
- Ratlarda indometazin ile indüklenen gastrik hasara karşı timokinon'un etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of thymoquinone against indomethacine induced gastric damage in rats
CEMİLE TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaAtatürk ÜniversitesiEczacılık Biyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN BAYIR
- Timokinonun (thymoquinone,TQ) deneysel mide hasarında koruyucu etkisinin araştırılması
Protective effect of thymoquinone against experimental gastric damage
İ. LEVENT ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Eczacılık ve FarmakolojiHarran ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. S. OKTAY ARSLAN