17β-östradiol ve 1,25-dihydroksi vitamin D3 uygulanan düz kas hücrelerinde çoğalma ve apoptoz dinamiklerinin epigenetik analizi

Abstract

Düz kas hücreleri kan damarlarının önemli bir bileşenidir. Damar duvarında kasılıp gevşeyerek kan akımını düzenlemek dışında matriks sentezi de yapabilme yeteneğine sahiptir. Günümüze kadar düz kas hücreleri ile aterosklerotik damar hastalıkları arasındaki ilişkiyi gösteren çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların bazılarında aterosklerotik lezyonlarda düz kas hücrelerinin epigenetik değişiklikleri aydınlatılmaya çalışılmıştır.Östradiol ve D vitamininin de aterosklerotik damar hastalıklarında oldukça önemli olduğu, hastalığın oluşumunda ve klinik seyrinde belirleyici olabileceği çok sayıda çalışmayla gösterilmiştir. Bu hormonların damar düz kasları üzerinde koruyucu veya zararlı etkileri olduğunu bildiren çelişkili çalışmalar bulunmaktadır.Sunulan çalışmada, kültüre edilmiş sıçan aortik düz kas hücreleri üzerine östradiol ve D vitamini farklı konsantrasyonlarda uygulandı. Çoğalma dinamiklerini göstermek için gerçek zamanlı hücre analizi yöntemi kullanıldı. Hücrelerin apoptoz oranlarını belirlemek için aktif kaspaz-3 antikoruyla immün işaretleme yapıldı ve apoptotik indeksleri karşılaştırıldı. Ayrıca, epigenetik ve östrojen reseptörlerindeki değişiklikleri belirlemek için DNMT1, DNMT3a, östrojen reseptör alfa ve beta antikorları ile immün işaretlemeler yapıldı. İşaretlemelerin ışıma yoğunlukları gruplar arasında karşılaştırıldı.Bulgular incelendiğinde hormonların düz kas hücre çoğalması üzerine anlamlı etki göstermediği saptandı. Östradiol hormonu apoptoza yol açmazken D vitamini artan dozla korele bir şekilde apoptozu uyarmaktaydı. Hormonların birlikte verildiği gruplarda östradiolün apoptozdan koruyucu etki gösterdiği de anlaşıldı. İşaretlenme yoğunluğu açısından sadece DNMT3a ile işaretlenen ve hormonlu medyumda 72 saat bekletilen bazı gruplarda anlamlı fark görüldü.Bu bilgiler ışığında östradiol ve D vitamininin düz kas hücre apoptozunda önemli rol oynadığı, hücre proliferasyonunda etkisinin olmayabileceği, epigenetik olarak da daha çok DNMT3a üzerinden etki gösteriyor olabilecekleri sonucuna varıldı.

Vascular smooth muscle cells are important components of the vessel wall. As well as regulating blood flow via contraction and relaxation, vascular smooth muscle cells are also capable of synthesizing extracellular matrix and its components. There are number of studies pointing out their relationship with atherosclerotic vascular diseases. Some of those tried to shed light on the epigenetic changes of the vascular smooth muscle cells found in the atherosclerotic lesions. To date, the importance of estradiol and vitamin D in atherosclerotic vascular pathology and disease progression has ben shown by several works. The results are controversial about whether those hormones have beneficial or detrimental effects on vascular smooth muscle cells. In the present study, cultured rat aortic smooth muscle cells were treated either with estradiol or vitamin D in different concentrations. Real-time cell analyser was chosen as a method to report their proliferation dynamics. To determine the apoptotic rates of cells treated with different concentrations of these hormones, caspase 3 immunostaining method was performed and the apoptotic indices of the groups were compared. In addition, to determine the changes in estrogen receptors and epigenetic markers for DNA methylation, immunstaining for DNMT1, DNMT3a, ER-α and ER-β were carried out. Staining intensity between the groups was then evaluated.Assessment of our findings revealed that the effect of the hormones on the smooth muscle cell proliferation was not statistically significant. The hormone estradiol did not induce apoptosis on the cells while vitamin D3 did in a dose-dependent manner. The staining intensity was found to be different only for DNMT3a in some of the 72 hour hormone-treated groups. In the light of these findings, it is suggested that both estradiol and vitamin D play an important role in smooth muscle cell apoptosis and their effects are opposite to each other. It is also inevitable to conclude that these hormones may not be effective on the smooth muscle cell proliferation and they may exert their epigenetic effects on vascular smooth muscle cells over DNMT3a.