Prevention of fatty acid-induced inflammasome activation by a bioactive lipokine

Aşırı derecede, doymuş yağ asidi ve kolesterol gibi yağlara maruz kalmak, hücresel strese, aktif oksijen türlerinin salınmasına, inflamasyon bozukluğuna ve ölüme neden olur.Bu yanıtların obezite, diyabet, atheroskleroziz gibi kronik metabolic ve inflammatori hastalıklarda önemli rolü vardır. Son günlerdeki çalışmalar, yağ asitlerinin aynı zamanda inflammazomolarak adlandırılan inflammatori protein kompleksinin oluşumuna neden olduğunu göstermiştir. İnflammazom kaspaze-1 proteinin aktifleşmesini ve inaktif interlökin-1 beta (IL-1β) ve interlökin-18(IL-18)'in aktif ve salınan formuna kesilmesini sağlamaktadır.İnflammazom aktivasyonu için iki sinyale ihtiyaç vardır. İlk sinyal (ilkil sinyal olarakta bilinen) öncül inflammatori faktörlerin öncül-IL-1βve öncül-IL-18 ve nükleotid-bağlanan oligomerizasyon bölge reseptör (NOD- benzeri reseptör) ailesi, pyrin bölge taşıyan-3 (NLRP3) proteinin, bir transkripsiyon faktörü olan nüklear faktör kappa beta (NF-κB) aktivasyonu üzerinden ekspres olması için gereklidir. İkinci sinyal, kazpase-1 aktivasyonu ve inflammazom kompleks oluşumu için gereklidir.Palmitat gibi doymuş yağ asitlerinin inflammazom aktivasyonuna, inflammazomun ikinci sinyali olan mitokondriyal ROT oluşumunu sağlayarak neden olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, bir biyoaktif tekli doymamış yağ aside olan ve daha önce yağların neden olduğu ER stresi önlediği ve insulin duyarlılığını artırdığı gösterilmiş olan palmitoleatin palmitatin neden olduğu inflammazom kompleks aktivasyonuna etkisini araştırdım. Palmitoleatin palmitatin neden olduğu IL-1β transkripsiyonunu önemli ölçüde azalttığını gözlemledim.Ayrıca, palmitatin neden olduğu tümör nekrozis factor alpha (TNF-a)gibi ikincil öncül-inflammatori faktörlerin ekspresyonunu da azaltmaktadır.Bunun yanında, palmitoleat palmitatin neden olduğu kaspaze-1 aktivasyonu ve IL-1β'ın olgunlaşması ve salınımını makrofajlarda azaltmaktadır. Palmitoletin palmitatin neden olduğu inflammazom aktivasyonu üzerindeki koruyucu rolünün mekanizmasını daha iyi anlamak için, palmitoleatin palmitatin sebep olduğu mtROT üzerindeki etkisini makrofajlar hücrelerinde inceledim.Bu çalışmalar, palmitoletin palmitatin sebep olduğu mitokondriyal oksijen türlerinin makrofajlarda oluşumunu azalttığını gösterdi.Ayrıca, palmitoletin palmitin neden olduğu otofajiyi düzenleyen ve bozulmuş mitokondrileri temizleyerek mtROT oluşumunu azaltan 5' AMP-aktifliyen protein kinaz (AMPK) 'ın inaktivasyonuna etkisiniinceledim.Palmitatin indirgediği AMPK fosforulasyonunu palmitoleatin engellemesi, PAO'in etkisinin mtROT salınımı ve inflammazom aktivasyonu üzerindeki etkisinin üst mekanizmalarla olduğunu ileri sürmüştür. Palmitat gibi doymuş yağ asidleri ayrıca endoplasmic reticulum (ER) stresi uyarmakta ve bu etki palmitoleat ile engellenmektedir. ER stress oluştuğu zaman, hücreler bu stresi katlanmamış protein yanıtını aktive ederek çözmeye calışırlar. Protein KinazR'yi anımsatan kinaz (PERK), inositol-gerektiren enzim-1 (IRE1) ve aktifleştiren transkripsiyon faktör 6'dır (ATF6). Bu tezde, PERK ve IRE1'in palmitatin neden olduğu inflammazom aktivasyonuna katkıları araştırılmıştır. İlk olarak, PERK ve IRE1 ile palmitatin uyardığı mtROT arasındaki ilişki IRE ve PERK eksik fare embriyonik fibroblast hücreleri(MEFs) kullanılarak analiz edildi. Bu çalışmanın sonuçları, PERK'ün mtROT oluşumunun ciddi oranda azalmasına neden olduğu ancak IRE1'in palmitatin uyardığı mtROT'u arttırdığını göstermiştir. Bunların yanında palmitoleat palmitatin uyardığı IRE1'ın otofosforulasyonunu önlemiş ancak palmitatin uyardığı PERK fosforulasyonu üzerinde etki göstermemiştir. Özet olarak, palmitatin uyardığı inflammazom aktivasyonu palmitoleat tarafından hem birincil hemde ikinci basamakta baskılanabilmektedir. Palmitoleat palmitatin uyardığı AMPKin fosforulasyonun baskılanmasını engellemte ve böylese bu tekrar aktivasyonuyla mtROT oluşumunu azaltmaktadır. Palmitoleat iyi bilinen bir ER stres uyaranı olan palmitat etkisizleştirmektedir. Ayrıca KPY'ın bir kolu olan IRE1 kolunun mtROT oluşumu lipotoksik durumda düzenleyerek, inflammazom oluşumunu kontrol ettiği gözlenmiştir. Benim çalışmalarımın sonucu, PERK ve IRE1'ın başlattığı KPR'un mtROT üretimin düzenlediği ve bunun sonucu olarak palmitoletin palmitatin neden olduğu inflammasome aktivasyonunu bu alternatif mekanizmayla engelleyebileceğini göstermiştir. Bu bulgular palmitoletin inflmamazomun nedensel rol oynadığı obezite, diabet ve atheroskleroziz gibi hastalıkların tedavisinde trepatik uygulamaları olabileceğini göstermiştir.