Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü

Dursun, Nurcan; Tan, Burak; BABUR, Ercan; Güler, Arzu Dilek; Suer, Cem

Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü

Burak TAN, (Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Kayseri, Türkiye)

Ercan BABUR, (Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Kayseri, Türkiye)

Arzu Dilek GÜLER, (Erciyes Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, Türkiye)

Cem SÜER, (Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Kayseri, Türkiye)

Nurcan DURSUN (Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Kayseri, Türkiye)

Genel Tıp Dergisi

3 0

Yıl: 2020 Cilt: 30 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 16 - 23 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 13-11-2020

Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü

Öz:

Amaç: Bu çalışmada tiroksin hormonunun uzun dönemli güçlenme (UDG) yanıtları, N-metil-D aspartat (NMDA) reseptörü veP38-Mitojenle Aktive Olan Protein Kinaz (P38 MAPK) üzerine olan etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.Gereç ve Yöntem: Çalışma, 2-4 aylık erkek ve dişi Wistar albino sıçanlar üzerinde yapıldı. Sıçanlar üretan anestezisi altında stereotaksik çatıya yerleştirildi. Alan potansiyelleri perforan yolun uyarılmasına yanıt olarak dentat girustan kaydedildi. Bazal alan potansiyellerini takiben 15 dk süre ile hipokampüse tiroksin infüzyonu yapıldı. İnfüzyonu takiben 100 Hz frekanslı uyarım 5 dakika araile 4 kez uygulandı. Son tetanik uyarımdan 60 dakika sonra sıçanların hipokampüsleri çıkarıldı. Hipokampüs örneklerinden NR1,NR2A, NR2B ve P38 MAPK'a ait gen anlatımlarının incelenmesi gerçek zamanlı kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR)yöntemi ile yapıldı.Bulgular: Yüksek frekanslı uyarım verilmesi esnasında tetiklenen populasyon spike (PS) genliği ve eksitatör post sinaptik potansiyel(EPSP) eğiminin, tiroksinin hipokampüse infüze edilmesiyle her iki cinsiyette kontrole göre azaldığı belirlendi. Bununla uyumluolarak, NR2B ve P38 MAPK düzeyleri için her iki cinsiyette kontrole göre artış olduğu belirlendi.Sonuç: Çalışma bulguları, tiroksin infüzyonunun sinaptik plastisiteyi inhibe ettiği ve bu inhibisyona NR2B ve P38 MAPK ekspresyonundaki değişimlerin aracılık ettiğine dair kanıtlar sunmaktadır.

Anahtar Kelime:

Dentate gyrus T4 infused into activation response effect of long-term, and mitogen-activated protein kinase role

Öz:

Objective: In the present study, it was aimed to investigate the effect of the L-thyroxine hormone on long-term potentiation (LTP) responses, N-methyl-D aspartate (NMDA) receptor and P38-mitogen-activated protein kinase (P38 MAPK). Material and Method: The study was performed on 2-4 month old male and female Wistar albino rats. Rats were placed onto stereotaxic roof under anesthesia. Field potentials were recorded in dentate gyrus in response to perforant pathway stimulation. Hippocampal thyroxine infusion was performed for 15 min following basal field potentials. Following infusion, 100 Hz frequency stimulation was applied 4 times with 5 min intervals. After 60 minutes from the last tetanic stimulation, the hippocampus of the rats was removed. Examination of gene expression of NR1, NR2A, NR2B and P38 MAPK from hippocampal samples was performed by real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) method. Results: It has been determined that the population spike (PS) amplitude and the excitatory post synaptic potential (EPSP) triggered during high frequency stimulation are reduced in both sexes by hippocampal infusion of thyroxine. Conclusion: The findings of the study provide evidence that the infusion of thyroxine inhibits synaptic plasticity and that this inhibition is mediated by changes in NR2B and P38 MAPK expression.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Herron CE, Lester RA, Coan EJ, et al. Frequency-dependent involvement of NMDA receptors in the hippocampus: a novel synaptic mechanism. Nature 1986; 322: 265-8.
2. Blitzer RD, Connor JH, Brown GP, et al. Gating of CaMKII by cAMP-regulated protein phosphatase activity during LTP. Science 1998; 280: 1940-3.
3. Castro-Alamancos MA, Calcagnotto ME. Presynaptic longterm potentiation in corticothalamic synapses. J Neuroscience 1999; 19: 9090-7.
4. Andersen P, Bliss TV, Skrede KK. Lamellar organization of hippocampal pathways. Exp Brain Res 1971; 13: 222-38.
5. McNaughton B. Evidence for two physiologically distinct perforant pathways to the fascia dentata. Brain Res 1980; 199: 1-19.
6. Bramham CR, Milgram NW, Srebro B. Activation of AP5‐ sensitive NMDA receptors is not required to induce LTP of synaptic transmission in the lateral perforant path. Eur J Neurosci 1991; 3: 1300-8.
7. Colino A, Malenka RC. Mechanisms underlying induction of long-term potentiation in rat medial and lateral perforant paths in vitro. J Neurophysiol 1993; 69: 1150-9.
8. Bliss TV, Lømo T. Long‐lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. J Physiol 1973; 232: 331-56.
9. Rygh LJ, Tjølsen A, Hole K, et al. Cellular memory in spinal nociceptive circuitry. Scandinavian journal of psychology 2002; 43: 153-9.
10. Jones M, Errington M, French P, et al. A requirement for the immediate early gene Zif268 in the expression of late LTP and long-term memories. Nature neuroscience 2001; 4: 289-96.
11. Plátenıik J, Kuramoto N, Yoneda Y. Molecular mechanisms associated with long-term consolidation of the NMDA signals. Life sciences 2000; 67: 335-64.
12. Soderling TR, Derkach VA. Postsynaptic protein phosphorylation and LTP. Trends in neurosciences 2000; 23: 75-80.
13. Arnsten AFT, Ramos BP, Birnbaum SG, et al. Protein kinase A as a therapeutic target for memory disorders: rationale and challenges. Trends in molecular medicine 2005; 11: 121-8.
14. Songur A, Özen OA, Sarsılmaz M. Hipokampus. Turkiye Klinikleri Tıp Bilimleri Dergisi 2001; 21: 427-31.
15. Pavlides C, Westlind-Danielsson A, Nyborg H, et al. Neonatal hyperthyroidism disrupts hippocampal LTP and spatial learning. Experimental brain research 1991; 85: 559-64.
16. Colicos MA, Dash PK. Apoptotic morphology of dentate gyrus granule cells following experimental cortical impact injury in rats: possible role in spatial memory deficits. Brain research 1996; 739: 120-31.
17. Fernández‐Lamo I, Montero‐Pedrazuela A, Delgado‐García JM, et al. Effects of thyroid hormone replacement on associative learning and hippocampal synaptic plasticity in adult hypothyroid rats. European Journal of Neuroscience 2009; 30: 679-92.
18. Gilbert M, Paczkowski C. Propylthiouracil (PTU)-induced hypothyroidism in the developing rat impairs synaptic transmission and plasticity in the dentate gyrus of the adult hippocampus. Developmental Brain Research 2003; 145: 19-29.
19. Gilbert M, Sui L. Dose-dependent reductions in spatial learning and synaptic function in the dentate gyrus of adult rats following developmental thyroid hormone insufficiency. Brain research 2006; 1069: 10-22.
20. Lee PR, Brady D, Koenig JI. Thyroid hormone regulation of N‐methyl‐D‐aspartic acid receptor subunit mRNA expression in adult brain. Journal of neuroendocrinology 2003; 15: 87-92.
21. MacDonald JF, Jackson MF, Beazely MA. G protein-coupled receptors control NMDARs and metaplasticity in the hippocampus. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes 2007; 1768: 941-51.
22. Barbakadze T, Natsvlishvili N, Mikeladze D. Thyroid hormones differentially regulate phosphorylation of ERK and Akt via integrin αvβ3 receptor in undifferentiated and differentiated PC‐12 cells. Cell biochemistry and function 2014; 32: 282-6.
23. Yonkers MA, Ribera AB. Molecular components underlying nongenomic thyroid hormone signaling in embryonic zebrafish neurons. Neural development 2009 ;4: 20-32.
24. Hermann P, Armant M, Brown E, et al. The vitronectin receptor and its associated CD47 molecule mediates proinflammatory cytokine synthesis in human monocytes by interaction with soluble CD23. The Journal of cell biology 1999; 144: 767-75.
25. Wu X, Reddy DS. Integrins as receptor targets for neurological disorders. Pharmacology & therapeutics 2012; 134: 68-81.
26. Davis PJ, Davis FB. Nongenomic actions of thyroid hormone. Thyroid 1996; 6: 497-504.
27. Giese KP, Mizuno K. The roles of protein kinases in learning and memory. Learning & memory 2013; 20: 540-52.
28. Brown TC, Tran IC, Backos DS, et al. NMDA receptor-dependent activation of the small GTPase Rab5 drives the removal of synaptic AMPA receptors during hippocampal LTD. Neuron 2005; 45: 81-94.
29. Gisabella B, Rowan MJ, Anwyl R. Mechanisms underlying the inhibition of long-term potentiation by preconditioning stimulation in the hippocampus in vitro. Neuroscience 2003; 121: 297-305.
30. Huang YY, Pittenger C, Kandel ER. A form of long-lasting, learning-related synaptic plasticity in the hippocampus induced by heterosynaptic low-frequency pairing. Proceedings of the National Academy of Sciences 2004; 101: 859-64.
31. Krapivinsky G, Medina I, Krapivinsky L, et al. SynGAP-MUPP1-CaMKII synaptic complexes regulate p38 MAP kinase activity and NMDA receptor-dependent synaptic AMPA receptor potentiation. Neuron 2004; 43: 563- 74.
32. Li S, Tian X, Hartley DM, et al. Distinct roles for Ras-guanine nucleotide-releasing factor 1 (Ras-GRF1) and Ras-GRF2
in the induction of long-term potentiation and long-term depression. Journal of Neuroscience 2006; 26: 1721-9.
33. Zhu JJ, Qin Y, Zhao M, et al. Ras and Rap control AMPA receptor trafficking during synaptic plasticity. Cell 2002; 110: 443-55.
34. Smith JW, Evans AT, Costall B, et al. Thyroid hormones, brain function and cognition: a brief review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 2002; 26: 45-60.
35. Hökfelt T, Tsuruo Y, Ulfhake B, et al. SECTION II. SYNAPTIC ROLE OF TRH: Distribution of TRH‐like Immunoreactivity with Special Reference to Coexistence with Other Neuroactive Compounds a. Annals of the New York Academy of Sciences 1989; 553: 76-105.
36. Ishihara K, Katsuki H, Kawabata A, et al. Effects of thyrotropin-releasing hormone and a related analog, CNK-602A, on long-term potentiation in the mossy fiber-CA3 pathway of guinea pig hippocampal slices. Brain research 1991; 554: 203-8.

APA	Tan B, BABUR E, Güler A, Suer C, Dursun N (2020). Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. , 16 - 23.
Chicago	Tan Burak,BABUR Ercan,Güler Arzu Dilek,Suer Cem,Dursun Nurcan Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. (2020): 16 - 23.
MLA	Tan Burak,BABUR Ercan,Güler Arzu Dilek,Suer Cem,Dursun Nurcan Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. , 2020, ss.16 - 23.
AMA	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. . 2020; 16 - 23.
Vancouver	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. . 2020; 16 - 23.
IEEE	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N "Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü." , ss.16 - 23, 2020.
ISNAD	Tan, Burak vd. "Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü". (2020), 16-23.

APA	Tan B, BABUR E, Güler A, Suer C, Dursun N (2020). Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. Genel Tıp Dergisi, 30(1), 16 - 23.
Chicago	Tan Burak,BABUR Ercan,Güler Arzu Dilek,Suer Cem,Dursun Nurcan Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. Genel Tıp Dergisi 30, no.1 (2020): 16 - 23.
MLA	Tan Burak,BABUR Ercan,Güler Arzu Dilek,Suer Cem,Dursun Nurcan Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. Genel Tıp Dergisi, vol.30, no.1, 2020, ss.16 - 23.
AMA	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. Genel Tıp Dergisi. 2020; 30(1): 16 - 23.
Vancouver	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü. Genel Tıp Dergisi. 2020; 30(1): 16 - 23.
IEEE	Tan B,BABUR E,Güler A,Suer C,Dursun N "Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü." Genel Tıp Dergisi, 30, ss.16 - 23, 2020.
ISNAD	Tan, Burak vd. "Dentat girus içerisine infüze edilen T4'ün uzun dönemli etkinleşme yanıtları üzerine etkisi ve mitojen ile aktive olan protein kinazın rolü". Genel Tıp Dergisi 30/1 (2020), 16-23.