Şalgam nötral polisakkaritlerinin PC12 hücrelerinde oksidatif hasara karşı koruyucu mekanizması üzerine ön çalışma
Chagu veya Manjing olarak da bilinen şalgam (Brassica rapa L.), Brassicaceae familyasına ve Brassica cinsine aittir. Kökleri ile şifalı bir bitki olarak kullanılır ve besin açısından zengindir. Uzun süre tüketilebilir ve "uzun ömür meyvesi" olarak bilinir. İştah açıcı ve sindirimi kolaylaştırıcı, qi dolaşımını teşvik edici, öksürük ve astımı giderici, diürez ve detoksifikasyonu teşvik edici etkileri vardır. Modern farmakolojik araştırmalar, şalgamın kan şekerini düşürme, antioksidasyon, yaşlanma karşıtı, anti-tümör, bağışıklığı düzenleme ve anti-inflamatuar gibi farmakolojik aktivitelere sahip olduğunu bulmuştur. Ön araştırmada, araştırma ekibi şalgam polisakkaritlerinin içeriğinin yaklaşık 11.53% olduğunu ölçmüştür. Yağdan arındırma ve renk giderme işlemlerinden sonra suda çözünebilen şalgam polisakkaridi BRP elde edildi. Brassica rapa L.'den nötral polisakkaritler (BRNP) ve Brassica rapa L.'den asidik polisakkaritler (BRAP) elde etmek için daha fazla izole edildi ve saflaştırıldı ve yapıları tanımlandı. Ön deneyler, şalgam polisakkaritlerinin iyi antioksidan aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir; bu da şalgam polisakkaritlerinin antioksidan ve yaşlanma karşıtı araştırmalarda uygulanması için deneysel bir temel oluşturmaktadır. Bu nedenle, bu çalışma, BRNP tarafından H2O2 ile indüklenen hasardan sonra PC12 hücrelerinde Bax, Bcl-2 ve Caspase-3 proteinlerinin ekspresyon seviyelerini araştırmak ve BRNP'nin yaşlanma karşıtı mekanizmasını daha da aydınlatmak için H2O2 ile indüklenen PC12 hücrelerinin erken yaşlanma modelini oluşturmuştur.

H2O2, hücre içi reaktif oksijen türleri içeriğini artırabilen ve hücrelerde hasara neden olabilen reaktif bir oksijen türü molekülüdür. Kısa sürede hücre yaşlanma modelleri elde etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Hücre proliferasyon aktivitesi, kültürlenmiş hücrelerin belirli koşullar altında normal olarak çoğalıp çoğalamayacağını belirlemek için önemli bir göstergedir. CCK-8 deney sonuçları, PC12 hücrelerinin hayatta kalma oranının H2O2 konsantrasyonunun artmasıyla önemli ölçüde azaldığını ve doza bağlı bir etki sergilediğini göstermiştir. 4 saat boyunca 300 μ mol/L H2O2 ile muamele edildiğinde, hücre hayatta kalma oranı 60.64% olmuştur. Bu sırada PC12 hücreleri belirli bir ölçüde hasar görmüş, ancak henüz geri döndürülemez bir duruma ulaşmamıştı. Bu nedenle, sonraki deneylerde PC12 hücrelerinde 4 saat boyunca oksidatif hasar için optimum konsantrasyon ve zaman olarak 300 μ mol/L seçilmiştir.

BRNP'nin PC12 hücreleri üzerinde sitotoksik etkileri olup olmadığını doğrulamak için BRNP, H2O2 hasarı olmaksızın PC12 hücrelerini tedavi etmek için tek başına kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, BRNP'nin farklı konsantrasyonları (7.8-2000 μg/mL) ile muamele edildikten sonra PC12 hücrelerinin hayatta kalma oranında önemli bir değişiklik olmadığını göstermiştir (P>0.05), bu da BRNP'nin PC12 hücre canlılığı üzerinde önemli bir sitotoksisitesi olmadığını göstermektedir. BRNP'nin PC12 hücrelerinde H2O2 kaynaklı hasar üzerindeki etkisi incelendiğinde, sonuçlar Model grubu ile karşılaştırıldığında, hücre hayatta kalma oranının BRNP konsantrasyonunun artmasıyla kademeli olarak arttığını (P<0.05) ve BRNP konsantrasyonu 250 μg/mL'ye ulaştığında hücre hayatta kalma oranının önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Deneysel sonuçlara göre BRNP, PC12 hücrelerinde H2O2 kaynaklı hasar üzerinde belirli bir koruyucu etkiye sahiptir.
Laktat dehidrojenaz (LDH) hücrelerin içinde bulunur ve piruvattan laktat üretimini katalize edebilir. Hücreler hasar gördüğünde, LDH büyük miktarlarda salınır ve hücre dışı LDH seviyelerinde önemli bir artışa neden olur. Salınan LDH miktarı hasarın derecesiyle orantılıdır, bu nedenle LDH sızıntı oranı hücre hasarının derecesini yansıtabilir. Bu deneyin sonuçları BRNP'nin hücre zarı hasarının derecesini önleyebileceğini veya yavaşlatabileceğini ve hücre içi LDH sızıntısını önleyebileceğini göstermektedir.
Hücre içindeki mitokondrilerin iç zarının her iki tarafındaki proton dağılımı tekdüze değildir ve mitokondriyal zar potansiyeli olarak bilinen elektrokimyasal bir gradyan oluşturur. Çok sayıda çalışma, herhangi bir apoptoz indükleyici faktör hücre apoptozunu uyardığında, mitokondriyal membran potansiyelinde bir düşüş meydana geldiğini ve membran potansiyelindeki bu düşüşün hücre morfolojisindeki değişikliklerden daha önce meydana geldiğini göstermiştir. Mitokondriyal membran potansiyelindeki önemli düşüş, hücrelerin geri dönüşümsüz apoptozuna yol açacaktır, bu nedenle mitokondriyal membran potansiyelindeki düşüş, hücre apoptozunun erken evresinde klasik bir fenomen olarak kabul edilebilir. Günümüzde araştırmalar, mitokondriyal işlev bozukluğu ile yaşlanma süreci arasında yakın bir ilişki olduğunu doğrulamıştır. Örneğin, mitokondriyal enerjinin (MMP ve ATP) yetersiz tedariki vücudun metabolik kapasitesini azaltarak bir dizi yaşlanma değişikliğine yol açabilir. Bunlar arasında, mitokondriyal membran potansiyelindeki azalma, hücre apoptozunun spesifik belirteçlerinden biridir. Araştırma sonuçları, PC12 hücrelerinin mitokondriyal membran potansiyelinin H2O2 tedavisinden sonra önemli ölçüde azaldığını ve BRNP ön tedavisinin H2O2'nin neden olduğu membran potansiyeli azalmasını önleyebileceğini göstermiştir.
Apoptoz, eksojen Fas/FasL aracılı ölüm reseptörü yollarının yanı sıra endojen mitokondriyal ve endoplazmik retikulum yollarını da içeren programlanmış bir hücre ölümü sürecidir. Bunlar arasında, mitokondriyal aracılı endojen apoptoz yolu, memeli hücrelerinde programlanmış hücre ölümü için ana yoldur. Pro apoptotik proteinler tarafından temsil edilen Bax ve anti apoptotik proteinler tarafından temsil edilen Bcl-2, mitokondriyal apoptoz faktörlerinin salınımını düzenleyen ana proteinlerdir. Caspase proteaz memelilerde anahtar bir apoptoz efektörüdür, bunların arasında Caspase-3 çeşitli apoptoz uyarıcı faktörleri aktive eden ve hücre apoptozunun önemli bir uygulayıcısı olarak bilinen Caspase ailesindeki anahtar bir proteazdır. BRNP, H2O2 oksidasyonu ile hasar gören PC12 hücrelerinde Kaspaz-3 ekspresyonunu belirli bir ölçüde azaltır. BRNP'nin Kaspaz-3 ekspresyonunu azaltabileceği, hücre apoptozunu azaltabileceği ve böylece vücudun yaşlanmasını geciktirebileceği tahmin edilebilir. BRNP ile müdahaleden sonra, oksidatif hasarlı PC12 hücrelerinde Bcl-2 ekspresyon seviyesi artarken, Bax ve BRNP ekspresyon seviyeleri değişen derecelerde azalmıştır. Bu araştırma sonuçları, BRNP'nin hücrelerin oksidatif stresin mitokondri ve DNA'ya verdiği hasara direnmesine yardımcı olduğunu, hücresel oksidatif hasarı azalttığını ve vücudun antioksidan stresi düzenleme yeteneğini artırdığını gösterebilir.