Investigation of the effects of centrally injected nesfatin-1 on the hypothalamic cyclooxygenase and lipoxygenase enzymes using western blotting

Abstract

Nesfatin-1 vücut sıcaklığının düzenlenmesi, enerji dengesi, kan şekerinin düzenlenmesi, üreme sistemi, gastrointestinal sistem ve stres üzerinde fizyolojik ve metabolik etkileri olan tokluk uyarıcı bir nöropeptiddir. Bununla beraber hem merkezi hem periferik yolla uygulanan Nesfatin-1’in kan basıncı, kalp atış hızı, plazma katekolamin ve vasopresin seviyelerini etkilediğine dair bulgular vardır. Oksitosin, melanokortin ve proopiomelanokortin reseptörlerin Nesfatin-1’in kardiyovasküler etkilerinde rol oynadığı bilinmektedir. Bu reseptörler dışında Nesfatin-1’in kardiyovasküler etkilerine aracılık eden diğer mekanizmalar konusunda çok sınırlı literatür bulunmaktadır. Nesfatin-1 ve araşidonik asidin kardiyovasküler etkileri arasında benzerik bulunmaktadır. Araşidonik asit siklooksijenaz ve lipoksijenaz enzimleri aracılığı ile prostaglandinlerin ve leukotrienlerin sentezinde prekursor rolu olan bir molekülken, bu enzimlerin inhibe edilmesi Nesfatin-1’in de anti-inflamatuar ve stress durumunda koruyucu etkilerini bastırdığını gösteren çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı merkezi yolla enjekte edilen Nesfatin-1'in kardiyovasküler etkilerinin araşidonik asit (AA) yolağı üzerinde bulunan siklooksijenaz (COX1 ve COX2) ve lipoksijenaz (LOX) enzimlerinin ifadesini ölçerek araştırmaktır. Çalışmada kontrol, salin ve nesfatin olmak üzere üç farklı gruba ayrılmış 21 erkek Sprague-Dawley sıçan kullanılmıştır. Kontrol grubundaki sıçanlara hiçbir farmakolojik işlem uygulanmadan hipotalamusları çıkarılırken, salin ve nesfatin gruplarına merkezi yolla salin veya Nesfatin-1 verildikten 20 dakika sonra hipotalamusları izole edilmiştir. Örneklerdeki siklooksijenaz ve lipoksijenaz enzimlerin miktarı Western Blot yöntemi ile araştırılmıştır. İkinci olarak her bir deney grubundaki (kontrol, salin ve nesfatin) örneklerin birleştirilmesi ile havuz örnekler oluşturulmuştur ve aynı şekilde Western Blot ile ifadelerindeki değişimine bakılmıştır. İlk çalışmada istatistiksel olarak anlamlı bir COX1, COX2 ve LOX artışı gözlenmezken havuz çalışmada bu enzimlerde hafif bir artış gözlenmiştir.

Nesfatin-1 is an anorexigenic neuropeptide influencing various metabolic actions in the regulation of body temperature, energy homeostasis, gastrointestinal system, glucose homeostasis, stress and reproduction. Both central and peripheral Nesfatin-1 administration have been found to alter blood pressure, heart rate and plasma catecholamine and vasopressin concentrations. The involvement of oxytocin, melanocortin and pro-opiomelanocortin receptors in Nesfatin-1’s cardiovascular effects has previously been demonstrated. Apart from these mechanisms, limited knowledge is available on the central mode of cardiovascular effects of Nesfatin-1. The mediation of Nesfatin-1-evoked cardiovascular effects is similar to arachidonic acid’s mode of action in exerting these effects. Arachidonic acid is a precursor molecule in the synthesis of prostaglandins and leukotrienes mediated by cyclooxygenase and lipoxygenase enzymes. Inhibiting these enzymes has been shown to suppress Nesfatin-1’s anti-inflammatory effects. This study was designed to investigate the expression of cyclooxygenase (COX1 and COX2) and lipoxygenase (LOX) enzymes upon central Nesfatin-1 administration. 21 male Sprague-Dawley rats distributed among control, saline and nesfatin groups were used as test subjects. While control subjects were sacrificed without any pharmacological procedure, saline and nesfatin groups were sacrificed after 20 minutes of saline or Nesfatin-1 administration respectively. The hypothalamus was isolated and samples were tested with Western Blotting to determine the immunoreaction of cyclooxygenase and lipoxygenase enzymes. A pooled study was also performed. While Western Blotting results of individual-samples study did not show significant rise in the concentration of these enzymes, the pooled study showed a slight rise in their concentrations.