Prevention of fatty acid-induced inflammasome activation by a bioactive lipokine
Serbest yağ asidlerinin neden olduğu inflammazom aktivasyonunun bir biyoaktif lipokin tarafından önlenmesi
- Tez No: 374370
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. EBRU ERBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Aşırı derecede, doymuş yağ asidi ve kolesterol gibi yağlara maruz kalmak, hücresel strese, aktif oksijen türlerinin salınmasına, inflamasyon bozukluğuna ve ölüme neden olur.Bu yanıtların obezite, diyabet, atheroskleroziz gibi kronik metabolic ve inflammatori hastalıklarda önemli rolü vardır. Son günlerdeki çalışmalar, yağ asitlerinin aynı zamanda inflammazomolarak adlandırılan inflammatori protein kompleksinin oluşumuna neden olduğunu göstermiştir. İnflammazom kaspaze-1 proteinin aktifleşmesini ve inaktif interlökin-1 beta (IL-1β) ve interlökin-18(IL-18)'in aktif ve salınan formuna kesilmesini sağlamaktadır.İnflammazom aktivasyonu için iki sinyale ihtiyaç vardır. İlk sinyal (ilkil sinyal olarakta bilinen) öncül inflammatori faktörlerin öncül-IL-1βve öncül-IL-18 ve nükleotid-bağlanan oligomerizasyon bölge reseptör (NOD- benzeri reseptör) ailesi, pyrin bölge taşıyan-3 (NLRP3) proteinin, bir transkripsiyon faktörü olan nüklear faktör kappa beta (NF-κB) aktivasyonu üzerinden ekspres olması için gereklidir. İkinci sinyal, kazpase-1 aktivasyonu ve inflammazom kompleks oluşumu için gereklidir.Palmitat gibi doymuş yağ asitlerinin inflammazom aktivasyonuna, inflammazomun ikinci sinyali olan mitokondriyal ROT oluşumunu sağlayarak neden olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, bir biyoaktif tekli doymamış yağ aside olan ve daha önce yağların neden olduğu ER stresi önlediği ve insulin duyarlılığını artırdığı gösterilmiş olan palmitoleatin palmitatin neden olduğu inflammazom kompleks aktivasyonuna etkisini araştırdım. Palmitoleatin palmitatin neden olduğu IL-1β transkripsiyonunu önemli ölçüde azalttığını gözlemledim.Ayrıca, palmitatin neden olduğu tümör nekrozis factor alpha (TNF-a)gibi ikincil öncül-inflammatori faktörlerin ekspresyonunu da azaltmaktadır.Bunun yanında, palmitoleat palmitatin neden olduğu kaspaze-1 aktivasyonu ve IL-1β'ın olgunlaşması ve salınımını makrofajlarda azaltmaktadır. Palmitoletin palmitatin neden olduğu inflammazom aktivasyonu üzerindeki koruyucu rolünün mekanizmasını daha iyi anlamak için, palmitoleatin palmitatin sebep olduğu mtROT üzerindeki etkisini makrofajlar hücrelerinde inceledim.Bu çalışmalar, palmitoletin palmitatin sebep olduğu mitokondriyal oksijen türlerinin makrofajlarda oluşumunu azalttığını gösterdi.Ayrıca, palmitoletin palmitin neden olduğu otofajiyi düzenleyen ve bozulmuş mitokondrileri temizleyerek mtROT oluşumunu azaltan 5' AMP-aktifliyen protein kinaz (AMPK) 'ın inaktivasyonuna etkisiniinceledim.Palmitatin indirgediği AMPK fosforulasyonunu palmitoleatin engellemesi, PAO'in etkisinin mtROT salınımı ve inflammazom aktivasyonu üzerindeki etkisinin üst mekanizmalarla olduğunu ileri sürmüştür. Palmitat gibi doymuş yağ asidleri ayrıca endoplasmic reticulum (ER) stresi uyarmakta ve bu etki palmitoleat ile engellenmektedir. ER stress oluştuğu zaman, hücreler bu stresi katlanmamış protein yanıtını aktive ederek çözmeye calışırlar. Protein KinazR'yi anımsatan kinaz (PERK), inositol-gerektiren enzim-1 (IRE1) ve aktifleştiren transkripsiyon faktör 6'dır (ATF6). Bu tezde, PERK ve IRE1'in palmitatin neden olduğu inflammazom aktivasyonuna katkıları araştırılmıştır. İlk olarak, PERK ve IRE1 ile palmitatin uyardığı mtROT arasındaki ilişki IRE ve PERK eksik fare embriyonik fibroblast hücreleri(MEFs) kullanılarak analiz edildi. Bu çalışmanın sonuçları, PERK'ün mtROT oluşumunun ciddi oranda azalmasına neden olduğu ancak IRE1'in palmitatin uyardığı mtROT'u arttırdığını göstermiştir. Bunların yanında palmitoleat palmitatin uyardığı IRE1'ın otofosforulasyonunu önlemiş ancak palmitatin uyardığı PERK fosforulasyonu üzerinde etki göstermemiştir. Özet olarak, palmitatin uyardığı inflammazom aktivasyonu palmitoleat tarafından hem birincil hemde ikinci basamakta baskılanabilmektedir. Palmitoleat palmitatin uyardığı AMPKin fosforulasyonun baskılanmasını engellemte ve böylese bu tekrar aktivasyonuyla mtROT oluşumunu azaltmaktadır. Palmitoleat iyi bilinen bir ER stres uyaranı olan palmitat etkisizleştirmektedir. Ayrıca KPY'ın bir kolu olan IRE1 kolunun mtROT oluşumu lipotoksik durumda düzenleyerek, inflammazom oluşumunu kontrol ettiği gözlenmiştir. Benim çalışmalarımın sonucu, PERK ve IRE1'ın başlattığı KPR'un mtROT üretimin düzenlediği ve bunun sonucu olarak palmitoletin palmitatin neden olduğu inflammasome aktivasyonunu bu alternatif mekanizmayla engelleyebileceğini göstermiştir. Bu bulgular palmitoletin inflmamazomun nedensel rol oynadığı obezite, diabet ve atheroskleroziz gibi hastalıkların tedavisinde trepatik uygulamaları olabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Exposure to excess lipids such as fatty acids and cholesterol leads to cellular stress, release of reactive oxygen species (ROS), inflammation dysfunction and death. These responses have important role in the pathogenesis of chronic metabolic and inflammatory diseases such asobesity, diabetes and atherosclerosis. Recent studies show that fatty acids also cause the formation of inflammatoryprotein complexes that are called inflammasome. Inflammasome promotesthe activation of caspase-1 protein and cleavage of inactive interleukin-1 beta(IL-1β) and interleukin-18 (IL-18) into their active, secreted forms.Two signals are required for the activation of inflammasome. The first signal (also known as priming step) is needed for the inducing the expression ofthe proinflammatory factors pro-IL-1β and pro-IL-18 andthe nucleotide-binding oligomerization domain receptor (NOD-like receptor) family, pyrin domain containing-3 (NLRP3) proteins through the activation of nuclear factor kappa beta (NF-κB),a transcription factor. The second signal is needed for the activation of caspase-1 and formation of the inflammasome complex. Saturated free fatty acids such as palmitate are known to cause the activation of inflammasome through generation of mitochondrial ROS as a second signal for inflammasome complex formation. In this study, I investigated the effect of palmitoleate, a bioactive monounsaturated fatty acidpreviously shown to counteract lipid-induced ER stress and enhance insulin sensitivity, on palmitate-induced activation of inflammasome complex. I observed that palmitoleate lead to a significant reduction in palmitate-stimulatedIL-1β transcription. Moreover, it reduced the expression of palmitate-stimulated secondary proinflammatory factors such as tumor necrosis factor alpha(TNF-a).Palmitoleate also diminished the palmitate induced activation of caspase-1, maturation and secretion of IL-1β in macrophages. To further understand the mechanism of the protective role of palmitoleate on palmitate induced inflammasome activation,I analyzed the effect of palmitoleate on palmitate-induced mtROS in macrophages cells were analyzed. These studies showed palmitoleate decreased palmitate induced mitochondrial oxygen species in macrophages. Moreover, I investigated the effect of palmitoleate on palmitate-induced inactivation of 5' AMP-activated protein kinase (AMPK)controls autopaghy and clearance of dysfunctional mitochondria, thereby reducing mtROS formation. Palmitoleate blocked the suppression of AMPK phosphorylation that was suppressed by palmitate, suggesting PAO's impact on mtROS secretion and inflammasome activation occurs by this upstream mechanism. Saturated fatty acids like palmitate are also known to cause endoplasmic reticulum (ER) stress, whichbe counteracted by palmitolate treatment. When ER stress happens, cells try to solve stress by activating the unfolded protein response (UPR). There are three arms of the UPR are Protein Kinase R-resemble like protein kinase (PERK), inositol-requiring enzyme-1 (IRE1) and activating factor 6 (ATF6). In this thesis, contribution of PERK and IRE1 on palmitate-induced activation of inflammasome was investigated. First, the relation between PERK and IRE1 with palmitate-stimulated mtROS was analyzedusing PERK- and IRE1- deficient mouse embryonic fibroblast cells (MEFs).The results of this study show PERK leads to a marked reduction in the formation of mtROS while IRE1 enhanced palmitate induced mtROS.Furthermore, palmitoleate suppressed palmitate-induced autophosphorylation of IRE1 while there was no effect of palmitoleate on palmitate-induced phosphorylation of PERK. In summary, palmitate-induced inflammasome activation can be inhibited by palmitoleate in boththe priming step and the second step.Palmitoleate blocks palmitate-induced suppression of phosphorylation of AMPK, leading to its reactivation and subsequent reduction in mtROS formation. Palmitate is a well-known inducer of ER stress, which can be counteracted by palmitoleic acid. Moreover, the IRE1 branch of the UPR has been shown to control inflammasome activationby regulating of mtROS production under lipotoxicity. The outcome of my studies show that the UPR branches initiated by PERK and IRE1 regulate mtROS production and therefore, palmitoleate may also block inflammasome activation induced by palmitate through this alternative mechanism.These findings imply that palmitoleate may have therapeutic applications inthe management of diseases where inflammasome activation has been shown to play a causal role such as obesity, diabetes and atherosclerosis.
Benzer Tezler
- Ratlarda farklı besinsel yağların postprandial inflamasyon etkilerinin sirkadiyen ritme göre karşılaştırılması
Comparison of postprandial inflammation induced by various dietary fats according to circadian rhythm in rats
HÜSNİYE GÜL TEMELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Biyokimyaİnönü ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN GÜLDÜR
- Sıçanlarda deneysel olarak oluşturulan mide ülserinde farklı farmakolojik ajanların koruyucu etkisinin karşılaştırılması
Comparison of protective effects of different pharmacologic agents on gastric ulcers induced experimentally in rats
İSKENDER KAPLANOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2010
Histoloji ve EmbriyolojiDicle ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF NERGİZ
- Ratlarda ovalbümin-proteaz ile oluşturulan alerjik rinit modelinde Omega-3 yağ asidi ile montelukastın tedavi etkinliğinin karşılaştırılması
Comparison of treatment efficacy of Omega-3 fish oil and montelukast in ovalbumin-protease-induced allergic rhinitis model in rat
ALPER TABARU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Kulak Burun ve BoğazSağlık Bilimleri ÜniversitesiKulak Burun Boğaz ve Baş-Boyun Cerrahisi Ana Bilim Dalı
UZMAN ŞAHİN ÖĞREDEN
- Bazı bitki ekstrelerinin karaciğer HEPG2 hücrelerinde yağ birikimi üzerine etkisi: AMPK-yolunun rolü
Effect of some plant extracts on fat accumulation in liver HEPG2 cells: role of the AMPK-pathway
KADER FATMA ALGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiBiyokimya (Ecz) Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİZE ŞENER
- Deneysel şizofreni modelinde prefrontal korteksteki MDA düzeyi ile apoptotik değişikliklerin saptanması ve omega-3 yağ asitinin bunlar üzerine olan etkileri
The Investigation of apoptotic changes and malondialdehyde level in prefrontal cortex of rat brain in an experimental schizophrenia model and the protective effects of omega-3 fatty acids
BİRSEN ÖZYURT