Akut akciğer hasarında periferik benzodiazepin reseptör ligandlarının inflamasyon ve apoptoz üzerine etkileri

Abstract

Bu çalışma, selektif periferik benzodiazepin reseptör agonisti, 4'-klorodiazepamın(Ro 5-4864), α-naftiltiyoüre (ANTU) ile oluşturulan akut akciğer hasarındakiinflamasyon ve apoptoz üzerine etkilerini araştırmak amacıyla planlanmıştır.Sıçanlara; ANTU 10 mg/kg dozunda intraperitoneal olarak verilmiş, ANTUuygulamasından 4 saat sonra akut akciğer hasarı gelişimi incelenmiştir. Ro 5-4864sıçanlara, ANTU'dan 30 dakika önce 2 ve 4 mg/kg i.p. olarak uygulanmış ve akutakciğer hasarı üzerine olan olası koruyucu etkileri incelenmiştir. ANTUuygulamasından 4 saat sonra göğüs kafesi açılmış, plevral efüzyon mayi toplanmış,akciğer ağırlığı ölçülmüş ve akciğer dokusunun histopatolojik incelemeleriyapılmıştır. Akciğer dokusunda iNOS, TNF- α, periferik benzodiazepin reseptörü,kaspaz-3 immünohistokimyasal boyama çalışmaları yapılmıştır. Serumnumunelerinde ise, IL-1α, IFN-γ ve MCP-1 düzeyleri ELISA metoduyla ölçülmüştür.Akciğer dokusunda Annexin V/propidium iodide boyaması ile apopitozdeğerlendirmesi yapılmıştır.ANTU ile oluşturulan akut akciğer hasarı modelinde, selektif periferik benzodiazepinreseptör agonisti Ro 5-4864, 2 ve 4 mg/kg dozlarında, akciğer ağırlığı/vücut ağırlığı(AA/VA) oranlarında azalmaya neden olmuştur fakat bu azalma sadece 2 mg/kgdozunda istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Ro 5-4864, kullanılan her ikidozunda da efüzyon gelişimini (PE/VA) istatiksel anlamlı düzeyde azaltmış veefüzyon gelişimine karşı koruyuculuk sağlamıştır.Histopatolojik incelemede, ANTU grubundaki hasarda, Ro 5-4864'ün her iki dozdada inflamasyon üzerinde koruyucu etkinlik gösterdiği, hemorajiyi ise sadece 2 mg/kgdozunda anlamlı oranda azalttığı saptanmıştır.İmmünohistokimyasal analizler incelendiğinde, Ro 5-4864'ün ANTU grubunda,iNOS immünohistokimya boyanması üzerinde anlamlı bir koruyuculuk etkisininolmadığı, TNF boyanmasını her iki dozda da anlamlı düzeyde azalttığı, kaspaz-3boyanmasını 2 mg/kg dozunda azalttığı, PBR boyanmasını her iki dozda da azalttığısaptanmıştır.Serum örneklerinde çalışılan IL-1 ve IFN-γ düzeyleri, gruplar arasında farklılıkgöstermemiştir. MCP-1 düzeyleri ANTU grubunda artış göstermiş ve bu artış 2 ve 4mg/kg dozundaki Ro 5-4864 ile istatistiksel anlamlı düzeyde azalmıştır. Apoptozaçısından değerlendirme yapıldığında, ANTU grubunda anlamlı oranda nekrozgözlendiği, 2 ve 4 mg/kg dozlarındaki Ro 5-4864'ün bu duruma karşı anlamlı orandakoruyuculuk gösterdiği izlenmiştir.Sonuç olarak, selektif periferik benzodiazepin reseptör agonisti Ro 5-4864, ANTUile oluşturulan akciğer hasarı ve efüzyon gelişiminde koruyucu etki göstermiştir. Busonuçlar, benzodiazepinlerin, santral sinir sistemindekilerden farklı olarak periferdeyerleşmiş olan reseptörleri aracılığıyla, akciğer hasar mekanizmalarını etkileyerekkoruyucu etki gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Periferik benzodiazepinreseptörlerinin doku hasarı ve inflamasyon üzerinde gösterilen bu olumlu vekoruyucu etkileri, onların akciğer hastalıklarında potansiyel bir ilaç olabilmelerineolanak sağlayacaktır.

This study was designed to investigate the effects of selective peripheralbenzodiazepine receptor agonist 4'-chlorodiazepam (Ro 5-4864) on inflammationand apoptosis in acute lung injury induced by α-naphthylthiourea (ANTU). ANTU isapplied to rats at 10 mg/kg dose via intraperitoneally. Development of acute lunginjury has been investigated 4 hours after ANTU. Injection of ANTU (10 mg/kg i.p.)produced pulmonary edema as indicated by an increase in lung weight/body weightratio (LW/BW) and pleural effusion (PE) reaching a maximum within 4 h in rat. Ro5-4864 (2 and 4 mg/kg, i.p.) carried out to rats 30 min prior to ANTU. After 4 hours,the thorax was opened and pleural effusion was carefully collected by suction andlung weight was measured and hispathological examination of the lung tissue wasconducted. In both groups, iNOS, TNF-α, peripheral benzodiazepine receptor,caspas-3 immunohistochemical staining applied to the lung tissue. In serum samplesIL-1 α, IFN-γ ve MCP-1 levels are measured by ELISA method. Through AnnexinV/propidium iodide staining, apoptosis assessment is made on the lung tissue.In acute lung damage model induced by ANTU, selective peripheral benzodiazepinereceptor agonist caused a decrease in the lung weight/body weight (LW/BW) ratio atthe doses of 2 ve 4 mg/kg Ro 5-4864. However, it is only considered statisticallydifferent in 2 mg/kg dose. Ro 5-4864 has decreased the effusion development(PE/VA) in statistically different levels in both doses and provided protection againstthe development of effusion.In histopathological assessment, it is observed that Ro 5-4864 has displayedprotective activity on the inflammation at both doses, whereas reduced thehemorrhage at statistically different levels only at 2 mg/kg dose. Whenimmunohistochemical analyses were considered, it is detected that Ro 5-4864 has nostatistically different protective effect on iNOS in ANTU group. Significantlyreduced the TNF and PBR at both doses in ANTU group, and reduced caspase-3 inANTU group at only 2 mg/kg dose.IL-1 and IFN gamma levels did not display any difference between the groups.MCP-1 levels has increased in ANTU group and such increase reduced atstatistically different levels with Ro 5-4864 at 2 and 4 mg/kg doses. When assessedwith respect to apoptosis, necrosis were observed in ANTU group, and Ro 5-4864 atthe doses of 2 and 4 mg/kg was found to provide protection atstatistically differentlevels against such situation.In conclusion selective peripheral benzodiazepine receptor agonist Ro 5-4864displayed a protective effect in lung damaged caused by ANTU and effusiondevelopment. These results shows that benzodiazepines may display protective effectover the lung damage mechanisms through their peripheral receptors located atperiphery as different from those located at central nervous system. This positive andprotective effect of peripheral benzodiazepine receptors on tissue damage andinflammation will enable them to be used as a potential medication in lung diseases.