Diyabetik İskelet Kası Atrofisinde Pterostilben’in PI3K-Akt-mTOR Yolağı ve FoxO-bağımlı AtrogenlerÜzerineEtkisi

Taştekin B., Pelit A., Kurttaş İ., Öztürk A. A., Çulcu M. B.

32. Ulusal Bizofiyik Kongresi, İstanbul, Türkiye, 17 Kasım 2021 - 19 Kasım 2022, ss.45

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.45
  • Çukurova Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Amaç: Streptozotosin (STZ) ile indüklenmiş sıçanların soleus kas atrofisinde, 30 mg/kg/gün pterostilben (PTS, trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxystilbene, i.p.) uygulamasının PI3K-Akt-mTOR yolağı ve FoxO-bağımlı genler üzerine etkileri incelendi.

Gereç ve Yöntemler: Çalışmada ağırlıkları 350-400 g arasında değişen Wistar Albino türü 40 adet erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar (n=10), kontrol (K), diyabet (DM), K+PTS ve DM+PTS olmak üzere toplam 4 gruba ayrıldı. Haftada bir kez sıçanların kan glukoz seviyeleri ve ağırlıkları takip edildi. 4 haftalık deney süresinin sonunda, soleus kas preparatları çıkarıldı ve organ banyosunda biyomekanik kayıtlar alındı. Diğer bacaktaki kaslardan alınan dokular homojenize edildikten sonra, homojenatlarda bulunan p-AKT, mTOR, FOXO3a ve İnsülin yoğunlukları ELISA yöntemiyle ölçüldü. Toplam protein miktarı Bradford analiz metodu ile tayin edildi. FoxO3a ve FoxO-bağımlı atrogenler olan Trim63 ve FBXO32 gen ekspresyon analizleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile gerçekleştirildi.

Bulgular: DM grubu sıçanların doku homejenatlarındaki p-AKT, mTOR ve İnsülin yoğunluklarının K grubuna göre azaldığı (p≤0,05), FoxO3a yoğunluğunun ise arttığı gözlendi (p≤0,05). Diyabetle birlikte bozulan protein sentez yolaklarının PTS uygulamasıyla DM grubundan anlamlı farklılık gösterecek düzeyde (p≤0,05) iyileştiği ve K grubuna yaklaştığı bulundu. DM grubunun K grubuna göre %35,9- (p=0,0176) ağırlık kaybına uğradığı, glukoz seviyesinin ise arttığı tespit edildi (p≤0,001). PTS uygulamasıyla sıçanların artan kan glukoz seviyeleri DM grubuna göre anlamlı olarak (p=0,0288) azaldı. DM+PTS grubu izometrik tek sarsı kuvvetleri DM grubuna göre anlamlı farklılık göstermezken (p=0,0556), tetanik kasılmalar anlamlı olarak farklılık gösterdi (p=0,0035). Diyabetik atrofide miyofibriler proteinlerin degradasyonunda etkili olan FoxO3a, Trim63 ve FBXO32 gen ekspresyonlarının DM grubunda arttığı ve PTS uygulamasıyla DM grubundan anlamlı olarak farklılık göstererek azaldığı tespit edildi (p≤0,05). K ve K+PTS grupları arasında anlamlı farklılıklar yoktu (p≥0,05).

Sonuç: Diyabetik atrofide protein yıkımında etkili olan kinaz ve FoxO-bağımlı genlerin PTS uygulamasıyla iyileştirilebileceği tahmin edilmektedir. Daha ayrıntılı moleküler ve histolojik çalışmalar planlanmaktadır.

Aim: Effects of 30 mg/kg/day pterostilbene (PTS, trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxystilbene, i.p.) administration on PI3K-Akt-mTOR pathway and FoxO-dependent genes in soleus muscle atrophy of streptozotocin (STZ)-induced rats were investigated.

 

Material and Methods: Forty male Wistar Albino rats weighing 350-400 g were used in the study. Rats (n=10) were divided into 4 groups as control (C), diabetes (DM), C+PTS and DM+PTS. Blood glucose levels and body weight changes of the rats were monitored once a week. At the end of the 4-week experimental period, soleus muscle preparations were dissected and biomechanical recordings were taken in the organ bath. After collateral dissected skeletal muscles were homogenized, the concentrations of p-AKT, mTOR, FOXO3a and Insulin in the homogenates were measured by ELISA method. Total protein amount was determined by Bradford analysis. Gene expression levels of FoxO3a and FoxO-dependent atrogenes Trim63 and FBXO32 were performed by real-time polymerase chain reaction. 

Findings: It was observed that p-AKT, mTOR and Insulin concentrations in tissue homogenates of DM group rats decreased (p≤0.05), while FoxO3a density increased (p≤0.05). It was found that protein synthesis pathways, which are disrupted with diabetes, improved at a level (p≤0.05) that would differ significantly from the DM group with PTS application and approached the C group. It was determined that the DM group lost 35.9%- (p=0.0176) weight compared and the glucose levels increased compared to the C group (p≤0.001). Increased blood glucose levels of the rats decreased significantly (p=0.0288) compared to the DM group with PTS application. While the isometric single-twitch forces of the DM+PTS group did not differ significantly (p=0.0556), tetanic contractions differed significantly (p=0.0035) compared to the DM group. It was determined that FoxO3a, Trim63 and FBXO32 gene expressions, which are effective in the degradation of myofibrillar proteins in diabetic atrophy, increased in the DM group and decreased with PTS application, significantly different from the DM group (p≤0.05). There is no any significant difference between C and C+PTS groups (p≥0,05). 

Result: It is assumed that kinases and FoxO-dependent genes that are effective in protein degradation in diabetic atrophy can be ameliorated by PTS application. We are planning more detailed molecular and histological studies.