TAS2R114 reseptörünün erektil fonksiyondaki rolü
The role of TAS2R14 receptor on erectile function
- Tez No: 872884
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNAY YETİK ANACAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Pharmacy and Pharmacology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Farmakoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Farmakoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Acı tat reseptörlerinin (TAS2R) sadece dilimizdeki tat tomurcuklarında bulunduğu ve tatların algılanmasında rol oynadığı düşünülmekteydi. Son çalışmalarda, ilginç bir şekilde TAS2R'lerin çeşitli düz kaslarda da (hava yolu, gastrointestinal, vasküler, mesane) eksprese edildikleri ve gevşemeye neden oldukları gösterilmiştir. Bu keşif sonrasında TAS2R'lerin organizmada farklı biyolojik/fizyolojik süreçlerde rol oynayabilecekleri fikri gündeme gelmiştir. Erektil disfonksiyon (ED), dünya genelinde yaşlanmayla artan, kardiyovasküler hastalıkların erken bir belirteci olarak kabul edilen önemli bir sağlık sorunudur. Penil arter ve kavernosal düz kasların gevşemesi ED için önemli bir tedavi hedefidir. ED'de tedavi potansiyeli olan ve penil dokuda gevşetici etkileri bilinen papaverin, resveratrol gibi ajanların aynı zamanda TAS2R14 agonisti olmaları dikkatimizi çekti. Ayrıca hem hem ürogenital sistemde hem de vasküler düz kaslarda (testis, mesane) fazla miktarda eksprese olan alt-tipleri taradığımızda TAS2R14 alt-tipinin ED için yeni bir terapötik hedef olabileceğini öne sürdük. Ancak ürogenital sistemde yer alan vasküler bir doku olan penil korpus kavernosumda (KK) TAS2R14 ekspresyonu daha önce araştırılmamıştır. Projemizde fare KK'da TAS2R140'ın (insanda TAS2R14'ün ortoloğu) ekspresyonu Real-Time PCR ile araştırılmıştır. ED'de TAS2R14'ün rolünü aydınlatabilmek için penil dokuda gevşetici etkileri daha önce gösterilmemiş olan ve TAS2R14'e agonistik aktivite gösteren 3 ilaç (Noskapin, Klorfeniramin, Kinin) seçilmiştir. TAS2R14 spesifik agonisti Noskapin, non-spesifik agonistleri Kinin ve Klorfeniraminin penil dokuda gevşetici etkileri olup olmadığı ve bu etkilerinde rol oynayan alt-mekanizmalar izole organ banyosu deneyleriyle incelenmiştir. TAS2R14'ün erektil disfonksiyona etkisini araştırmak için fare KK'da in vitro D-galaktoz ile indüklenen yaşlanma modeli oluşturulmuştur. Bu modelde NO ve H₂S'ye bağımlı gevşemeler ve bu gevşemeler üzerinde TAS2R14 agonisti Noskapinin etkileri izole organ banyosu deneyleriyle incelenmiştir. D-gal yaşlanma modeli oluşturulan fare KK'de reaktif oksijen türlerinin (ROT) seviyelerinin nasıl değiştiği ve Noskapinin ROT oluşumuna karşı etkileri kemiluminesans yöntemiyle ölçülmüştür. TAS2R agonistlerinin endojen H2S seviyelerine etkileri metilen mavisi yöntemi ile araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında fare penil dokusunda TAS2R140'ın (insanda TAS2R14'ün ortoloğu) ekspresyonu ilk kez gösterilmiştir. TAS2R14 agonistleri Noskapin, Kinin ve Klorfeniramin fare KK'de gevşemeye neden olmuştur. TAS2R14 antagonistleri (6-Met ve Probenesid) ve BKCa kanal inhibitörü TEA varlığında agonistlerin gevşeme yanıtları inhibe olmuştur. Noskapin gevşeme yanıtları hem L-NAME hem de AOAA ile inhibe olmuştur. Kinin gevşeme yanıtları, AOAA ile inhibe olurken L-NAME ile değişmemiştir. Klorfeniramin gevşeme yanıtları ise her iki inhibitör ile de değişmemiştir. Fare KK'de in vitro D-galaktoz maruziyeti ile NO ve H₂S'ye bağımlı gevşemeler azalmış, ROT oluşumu ise artmıştır. Noskapin D-gal modelinde fare KK'de azalan NO ve H₂S gevşemelerini artırmıştır ve D-gal ile artan ROT oluşumunu ise inhibe etmiştir. Noskapin ve Kinin penil homojenatlarda endojen H2S üretimini artırmıştır. Çalışmamızda TAS2R14'ün fare penil KK'da ekspresyonu, TAS2R14 agonistleri Noskapin, Kinin ve Klorfeniraminin gevşetici etkileri ve mekanizmaları ilk kez gösterilmiştir. Sonuçlarımız ışığında TAS2R14'ün ED için yeni bir tedavi hedefi olabileceğini ileri sürmekteyiz. TAS2R14 agonistleri, ED'ye yönelik yeni ilaç geliştirme çalışmalarına ışık tutabilir. Bu çalışmanın sonunda TAS2R14 agonistlerinin erektil disfonksiyon tedavisinde kullanımı için fikri ürün başvurusunda bulunulabilir. Klorfeniramin, Noskapin ve Kinin gibi piyasada mevcut olan ilaçların yeni bir kullanım alanı bulması durumunda (ilaç yeniden konumlandırma) ilave toksisite testlerinin yapılmasına gerek kalmayabileceği için farmako-ekonomik ve çevreci bir çözüm sağlayabilir. Uygun iş birlikleri kurulması durumunda ED tedavisinde bu ajanların kullanımları için ileri klinik çalışmalar yürütülebilir. Bu çalışma Ege Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 23668 numaralı proje ile desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
Bitter taste receptors (TAS2Rs) were thought to be present only in the taste buds of our tongue and to play a role in the perception of tastes. However, recent studies have interestingly shown that TAS2Rs are expressed in various smooth muscles (airway, gastrointestinal, vascular, bladder) and cause relaxation. This discovery has led to the idea that TAS2Rs may play roles in different biological/physiological processes in the organism. Erectile dysfunction (ED) is a significant health issue that increases with aging and is considered an early indicator of cardiovascular diseases worldwide. Relaxation of the penile artery and cavernous smooth muscles is a crucial therapeutic target for ED. We were particularly interested in agents known for their relaxing effects on penile tissue, such as papaverine and resveratrol, which are also TAS2R14 agonists. Additionally, upon screening subtypes highly expressed in both vascular smooth muscles and the urogenital system (testis, bladder), we hypothesized that the TAS2R14 subtype could be a new therapeutic target for ED. However, the expression of TAS2R14 in the penile corpus cavernosum (CC), a vascular tissue in the urogenital system, had not been investigated before. In our project, the expression of TAS2R140 (the ortholog of human TAS2R14) in mouse CC was investigated using Real-Time PCR. To elucidate the role of TAS2R14 in ED, three drugs known for their agonistic activity on TAS2R14 (Noscapine, Chlorpheniramine, Quinine), which had not been previously shown to have relaxing effects on penile tissue, were selected. The relaxing effects of TAS2R14-specific agonist Noscapine and non-specific agonists Quinine and Chlorpheniramine on penile tissue and the underlying mechanisms involved in these effects were investigated using isolated organ bath experiments. An in vitro aging model induced by D-galactose (D-gal) was established in mouse CC to investigate the effects of TAS2R14 on erectile dysfunction. In this model, NO and H₂S-dependent relaxations and the effects of the TAS2R14 agonist Noscapine on these relaxations were examined using isolated organ bath experiments. The levels of reactive oxygen species (ROS) and the effects of Noscapine on ROS formation in D-gal aging model mouse CC were measured using chemiluminescence method. The effects of TAS2R agonists on endogenous H2S levels were investigated using the methylene blue method. In this thesis, the expression of TAS2R140 (the ortholog of human TAS2R14) in mouse penile tissue was demonstrated for the first time. TAS2R14 agonists Noscapine, Quinine, and Chlorpheniramine caused relaxation in mouse CC. The relaxation responses of the agonists were inhibited in the presence of TAS2R14 antagonists (6-Met and Probenecid) and BKCa channel inhibitor TEA. Noscapine relaxation responses were inhibited by both L-NAME and AOAA. Quinine relaxation responses were inhibited by AOAA but were unchanged by L-NAME. Chlorpheniramine relaxation responses were unchanged by both inhibitors. NO and H2S -dependent relaxations decreased, and ROS formation increased in mouse CC exposed to in vitro D-gal. Noscapine improved the impaired NO and H2S relaxations in the D-gal model in mouse CC and inhibited the increased ROS formation due to D-gal. Noscapine and Quinine increased endogenous H2S production in penile homogenates. In our study, the expression of TAS2R14 in mouse penile CC, the relaxing effects of TAS2R14 agonists Noscapine, Quinine, and Chlorpheniramine and their mechanisms were demonstrated for the first time. Based on our results, we suggest that TAS2R14 could be a new therapeutic target for ED. TAS2R14 agonists may shed light on new drug development studies for ED. At the end of this study, a patent application for the use of TAS2R14 agonists in the treatment of erectile dysfunction may be considered. If an old drug like Chlorpheniramine, Noscapine, or Quinine finds a new use (drug repurposing), additional toxicity tests may not be necessary, providing a pharmaco-economic and environmentally friendly solution. Appropriate collaborations could lead to advanced clinical studies for the use of these agents in ED treatment.