Farelerde dekstran sülfat sodyum ile oluşturulan kolit modelinde galektin-1`in rolü

Abstract

Ülseratif kolit, kolon mukoza ve submukozasında, periferal ve mukozal T hücre aktivasyonu, nötrofil ve makrofajlardan reaktif oksijen metabolitlerinin salınımı ve pro-inflamatuvar sitokinlerin üretiminde artışa bağlı olarak gelişen bir inflamatuvar bağırsak hastalığıdır. Galektin-1 (Gal-1) T hücre aracılı immün cevapları, hücre büyümesi, hücre çoğalması, hücre göçü ve yara iyileşmesi gibi çeşitli biyolojik olayları düzenleyen, β-galaktozid bağlayan protein ailesinin bir üyesidir. Bu çalışmanın amacı, dekstran sülfat sodyum (DSS) ile farelerde oluşturulan deneysel akut kolit modelinde kolon morfolojisi, hücre proliferasyonu, oksidatif stres, anti-oksidan sistem, inflamatuvar ve anti-inflamatuvar aracılar üzerinde galektin-1'in rolünü ortaya çıkarabilmektir. Bu çalışmada kullanılan toplam 32 adet ergin erkek C57BL/6 fareler dört gruba ayrıldı. I. grup PBS enjekte edilen ve steril musluk suyu verilen kontrol hayvanlardan, II. grup 5 gün boyunca oral olarak % 3 DSS verilerek akut kolit oluşturulan farelerden, III. grup 7 gün boyunca günde bir kez intraperitoneal yolla 1 mg/kg dozda rekombinant insan Gal-1 enjekte edilen hayvanlardan, IV. grup ise hem rekombinant insan Gal-1 enjeksiyonu yapılan hem de % 3 DSS verilen farelerden oluşturuldu. Deneyler sırasında farelerin vücut ağırlıklarındaki % değişim ve hastalık aktivite indeksleri (HAİ) günlük olarak belirlendi. Gal-1'in DSS ile oluşturulan kolon hasarı üzerindeki etkileri makroskobik ve mikroskobik olarak incelenerek, kolit skorlama sistemi ile belirlendi. Hücre çoğalmasına etkileri Ki-67 immünohistokimyası ile gösterildi. Glutatyon (GSH), glutatyon peroksidaz (GSH-Px), katalaz (CAT) ve süperoksit dismutaz (SOD) gibi anti-oksidan sistem parametreleri ile oksidatif hasar göstergesi olan malondialdehit (MDA) düzeyi spektrofotometrik olarak tayin edildi. Kolon dokularında lökosit infiltrasyonunun göstergesi olan miyeloperoksidaz (MPO) seviyeleri ile tümör nekroz faktör-α (TNF-α) ve interlökin-10 (IL-10) düzeyleri ELISA yöntemi ile tespit edildi. Farelere DSS uygulaması kolon dokusunda dejeneratif değişikliklere, HAİ, MDA, MPO ve TNF-α düzeylerinde artışa; vücut ağırlığında, kolon uzunluğunda, hücre çoğalma indeksinde, GSH-Px, CAT ve SOD aktivitelerinde, GSH ve IL-10 seviyelerinde azalmaya sebep olarak yaygın bir hasar ile sonuçlandı. Gal-1'in ön uygulaması, HAİ, MDA, MPO ve TNF-α düzeylerinde anlamlı bir azalmaya; vücut ağırlığında, kolon uzunluğunda, hücre çoğalma indeksinde, GSH-Px, CAT ve SOD aktivitelerinde, GSH ve IL-10 seviyelerinde ise artışa yol açarak kolit hasarını önledi. Sonuç olarak bu çalışma, farelerde DSS ile oluşturulan akut kolit hasarına karşı Gal-1'in hücre çoğalmasını uyarıcı, anti-oksidan, anti-inflamatuvar ve koruyucu etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların, ülseratif kolit gibi inflamatuvar bağırsak hastalıklarının önlenmesinde ve tedavisinde Gal-1'in terapötik bir ajan olarak kullanılabilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.Anahtar kelimeler: Galektin-1, dekstran sülfat sodyum, ülseratif kolit, anti-oksidan sistem, fare.

Ulcerative colitis is an inflammatory bowel disease which is characterized by an effect on the mucosa and submucosal layer of the colon, peripheral and mucosal T-cell activation, the release of reactive oxygen metabolites from neutrophils and macrophages, and increase in the synthesis of pro-inflammatory cytokines. Galectin-1 (Gal-1) is a member of β-galactoside binding proteins which regulate T-cell mediated immune response and diverse biological processes such as cell growth, cell proliferation, cell migration, and wound healing. The aim of this study was to reveal the role of Gal-1 on colon morphology, cell proliferation, oxidative stress, anti-oxidant system, inflammatory and anti-inflammatory mediators in the model of experimental acute colitis induced by dextran sulfate sodium (DSS) in mice.A total of 32 adult male C57BL/6 mice used in this study were divided into four groups. I. group, control animals injected with PBS and given sterile tap water; II. group, mice administered orally 3 % DSS for 5 days to induce acute colitis; III. group, animals injected intraperitoneally with 1 mg/kg recombinant human Gal-1 once a day for 7 consecutive days; IV. group, mice both injected recombinant human Gal-1 and given 3 % DSS. During the experiment, change % in body weight of the mice and disease activity index (HAI) was determined in a daily manner. The effects of Gal-1 on DSS-induced colonic injury were determined using colitis scoring system by examining macroscopically and microscopically. Its role on cell proliferation was shown by Ki-67 immunohistohemistry. Parameters of anti-oxidant system such as glutathione (GSH), glutathione peroxidase (GSH-Px), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and malondialdehyde (MDA) level which is a marker of oxidative injury, were examined by spectrophotometry. Myeloperoxidase (MPO) levels as an indicator of leukocyte infiltration, tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-10 (IL-10) levels in colon tissues determined by ELISA. Administration of DSS resulted in a common injury in colon by causing degenerative changes, an increase in HAI, MDA, MPO and TNF-α levels; a decrease in bodily weight, colon length, cell proliferation index, GSH-Px, CAT and SOD activities, GSH and IL-10 levels. Gal-1 pretreatment prevented colonic injury by a significant reduction in HAI, MDA, MPO and TNF-α levels; an increase in body weight, colon length, cell proliferation, GSH-Px, CAT and SOD activities, GSH and IL-10 levels. As a result, this study showed that Gal-1 has proliferative, anti-oxidant, anti-inflammatory, and protective effects against DSS-induced acute colonic injury in mice. The results obtained from this study suggest that Gal-1 can be used as a therapeutic agent expected to contribute in preventing and treating of inflammatory bowel disease such as ulcerative colitis.Keywords: Galectin-1, dextran sulphate sodium, ulcerative colitis, anti-oxidant system, mouse.