Huntington Hastalığı’nda poliamin metabolizmasının eksitotoksisiteye etkisinin araştırılması

Abstract

HUNTINGTON HASTALIĞI’NDA POLİAMİN METABOLİZMASININ EKSİTOTOKSİSİTEYE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI Huntington Hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklar erişkin yaşamında spesifik merkezi nöronların ilerleyici kaybı ile karakterizedirler. Huntington Hastalığı huntingtin geninde poliglutamin artışı ile ortaya çıkmasına rağmen, bu mutasyonun hangi yolla özgün olarak striyatal nöronların ölümünü tetiklediği henüz bilinmemektedir. Huntington Hastalığı için önerilen modellerden bir tanesi striyatal nöronların N-metil-D-aspartat reseptörleri aracılıklı eksitotoksik yıkımıdır. Poliaminler (putresin, spermidin ve spermin) N-metil-D-aspartat reseptörlerini negatif ya da pozitif olarak düzenleyebilirler ve eksitotoksisitede rol alabilirler. Bu tez kapsamında poliaminlerin mutant huntingtin kaynaklı eksitotoksisiteye etkilerinin araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla stabil olarak normal ya da mutant huntingtin proteini ekspresyonu gerçekleştiren HEK293 hücreleri, N-metil-D-aspartat reseptörü heterodimerleri (NR1/ NR2A ya da NR1/ NR2B) ile geçici transfekte edildi ve daha sonra poliamin veya poliamin biyosentez inhibitörleri ile muamele edildi. Yüksek Basınçlı Sıvı Kromotografisi ile hücre içi poliamin tayini, MTT testi ile hücre canlılığı ve huntingtin, inhibitör kapa B ve ornitin dekarboksilaz proteinlerinin seviyelerindeki değişim ise western blot yöntemleri ile gerçekleştirildi. Dışarıdan uygulanan spermidin, spermin, -diflorometil ornitin ve siklohekzil amin’in mutant huntingtin proteininin agregasyonunu arttırdığı, ancak putresinin etkili olmadığı belirlendi. Diğer yandan poliaminler ve -diflorometil ornitin mutant huntingtin ekspresyonu gerçekleştiren hücrelerde hücre canlılığının artışına neden oldu. NR1/ NR2A ve NR1/ NR2B heterodimerleri ile transfekte edilen hücreler için de benzer sonuçlar elde edildi. Elde edilen sonuçlar poliaminlerin Huntington Hastalığı patolojisinde etkin olduklarını göstermektedir. Ancak koruyucu ya da patolojik rolleri olduğunu söylemek için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF POLYAMINE METABOLISM ON EXCITOTOXICITY IN HUNTINGTON’S DISEASE Neurodegenerative disorders, such as Huntington’s Disease, are characterized by the progressive loss of specific central neurons during adult life. Although Huntington’s Disease is caused by the polyglutamine expansion in the gene for Huntington’s Disease, the exact process by which this abnormality triggers the selective death of striatal neurons is not yet known. N-methyl-D-aspartic acid receptor-mediated excitotoxic destruction of striatal neurons is one of the models proposed for Huntington’s disease. Polyamines (putrescine, spermidine and spermine) can modulate N-methyl-D-aspartic acid receptors negatively or positively and may be involved in excitotoxicity. In the framework of this thesis it is aimed to investigate the effects of polyamines on the mutant huntingtin mediated excitotoxicity. For this purpose, HEK293 cells, stably expressing mutant or normal htt were transiently transfected with NMDA receptor heterodimers (NR1/ NR2A or NR1/ NR2B) and then exposed to polyamines or polyamine biosynthesis inhibitors. Intracellular polyamine levels were determined by High Pressure Liquid Chromotography, cell viability was measured by MTT assay and the changes in protein expressions of huntingtin, inhibitor protein kappa B and ornithine decarboxylase were performed by western blotting. It was found that exogenously applied Spd, Spm, -difluoromethyl ornithine and cyclohexylamine, but not put, cause an increase in the mutant huntingtin aggregates. On the other hand, polyamines and -difluoromethyl ornithine increased the cell viability in mutant huntingtin expressing cells. Similar results were found for NR1/ NR2A and NR1/ NR2B expressing cells. Results showed that polyamines may contribute to Huntington’s Disease pathology. However, future experiments are required to determine it’s protective or pathological contribution.