Nesfatin nöronları üzerinde glutamaterjik sistem etkilerinin immünohistokimyasal olarak araştırılması

Abstract

Nesfatin-1, besin alımını engelleyerek enerji metabolizmasını düzenleyen anoreksijenik bir peptit olarak ilk defa hipotalamus ve soliter traktusta yerleşik nöronlarda belirlenmiştir. Nesfatin-1 nöronlarının çoğunluğu hipotalamusun paraventriküler (PVN), supraoptik (SON) ve arkuat çekirdekleri (ARC) ile lateral hipotalamik alanda (LHA) yoğunlaşmıştır. Çalışmamızda; hipotalamusun birçok endokrin ve peptiderjik sistemi üzerinde etki gösteren eksitatör aminoasit nörotransmitterlerinin başında gelen glutamatın, nesfatin-1 nöronları üzerindeki etkilerinin gösterilmesi amaçlandı. Bu doğrultuda iki özgün amaç belirlendi. Özgün amaç 1 doğrultusunda nesfatin-1 nöronlarının regülasyonunda glutamaterjik sistemin rolünün araştırılması hedeflendi. Çalışmalarda hipotalamusun SON, ARC ve PVN'de yerleşik nesfatin-1 nöronları incelendi. Glutamat agonistlerinin etkilerini belirlemek üzere, kainik asit (2.5 mg/kg), AMPA (5 mg/kg) ve NMDA (100 mg/kg), kontrol grupları için salin, antagonist olarak CNQX (2 mg/kg) ve MK801 (1 mg/kg) enjeksiyonu yapılan dişi ve erkek sıçanları içeren deney grupları oluşturuldu. Nesfatin-1 nöronlarındaki c-Fos, pCREB ve pSTAT proteinlerinin ekspresyonları değerlendirildi. Agonist enjeksiyonları sonrasında aktive olan nöron sayısındaki anlamlı artış, hem dişi hem de erkek deneklerde görülürken bu etkilerde cinsiyetler arası farklılıklar belirlendi. Ayrıca, her üç agonistin enjeksiyonlarından önce özgün antagonist uygulanması, her üç çekirdekte aktive olan nesfatin-1 nöron sayısında istatistiksel olarak anlamlı bir azalmaya yol açtı. Glutamat agonistlerinin nesfatin-1 nöronlarındaki pCREB ekspresyonunu değiştirmediği, pSTAT ekspresyonunu ise tetiklemediği gösterildi. Özgün amaç 2 kapsamında ise nesfatin-1 nöronlarında glutamat reseptör alt ünitelerine ait proteinlerin ekspresyonları ikili immünofloresans yöntemi ile araştırıldı. Sonuçlar, nesfatin-1 nöronlarında homomerik ya da heteromerik fonksiyonel reseptör kanalları oluşturabilecek glutamat reseptör alt birimlerinin eksprese olduklarını gösterdi. Sonuç olarak, endojen glutamatın reseptörlerine bağlanarak nesfatin-1 nöronlarını aktive ettiği, bu etkide erkek ile dişi denekler arasında cinsiyete bağlı farklı etkileşimlerin var olduğu belirlendi.

Nesfatin-1 was first identified as an anorexigenic peptide which regulates the energy metabolism by suppressing food intake in neurons located in the hypothalamus and solitary tractus. The majority of nesfatin-synthesizing neurons is concentrated in the paraventricular (PVN), supraoptic (SON) and arcuate nuclei (ARC) of the hypothalamus, as well as in the lateral hypothalamic area (LHA). In our study; it was aimed to show the effects of glutamate which the predominant of excitatory amino acid neurotransmitters acting on many endocrine and peptidergic systems of the hypothalamus, on nesfatin-1 neurons. Two specific aims were proposed in this direction. In the first specific aim, the assessment of the role of the glutamatergic system in the regulation of the nesfatin-1 neurons was aimed. In these studies, the nesfatin-1 neurons that are localized in the hypothalamic SON, ARC and PVN were examined. In order to determine the effects of glutamate agonists, experimental groups were formed containing male and female rats which were injected with kainic acid (2.5 mg/kg), AMPA (5 mg/kg) and NMDA (100 mg/kg), saline for control groups and CNQX (2 mg/kg) and MK801 (1 mg/kg) as antagonists. Expressions of c-Fos, pCREB and pSTAT proteins in nesfatin-1 neurons were assessed. The significant increase in the number of activated neurons after agonist injections were observed both in female and male subjects and these effects were found to be sexually dimorphic. In addition, treatment with specific antagonists before each of the three agonist injections caused a statistically significant reduction in the number of activated nesfatin-1 neurons in all three nuclei. It was shown that glutamate agonists were ineffective in the changing of pCREB expression in the nesfatin-1 neurons as well as triggered no pSTAT5 expression. In the second specific aim, the expression of glutamate receptor subunits proteins in the nesfatin-1 neurons was investigated by using dual immunofluorescence technique. The results showed that the glutamate receptor subunits, which may form homomeric or heteromeric functional receptor channels were expressed in the nesfatin-1 neurons. As a result, it was determined that there are different sex-related interactions between male and female subjects in which the endogenous glutamate binds to its receptors and activates nesfatin-1 neurons.