İzorinofilin ile kombine edilen Tianma ekstresi, PC12 hücrelerinde mitokondriyal yolak aracılığıyla MPP+ ile indüklenen apoptozu inhibe eder
Parkinson hastalığı (PH), motor defisit semptomlarının eşlik ettiği merkezi sinir sisteminin dejeneratif bir hastalığıdır. PH'nin 90%'den fazlası sporadiktir ve yaklaşık 10%'si kalıtsaldır. Parkinson hastalığının temel patolojik ve biyokimyasal özellikleri, substantia nigradaki dopaminerjik nöronların ilerleyici kaybıdır ve bu da striatal dopamin seviyelerinde azalmaya yol açar. 1-Metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridin (MPTP) mitokondriyal kompleks I üzerinde inhibitör etkilere sahiptir ve vücuda girdikten sonra aktif 1-metil-4-fenilpiridin iyonları (MPP+) oluşturur. Mitokondride MPP+ tarafından üretilen serbest radikaller mitokondriyal hasara neden olur. Dopaminerjik nöronların mitokondriyal aracılı apoptozu Parkinson hastalığının önemli bir patolojik mekanizmasıdır. Ölümden sonra PH hastalarının beyin dokusunda, ölen bazı nöronlar apoptozun morfolojik özelliklerini sergiler. Mitokondriyal hasarı hedef alan PH tedavisi araştırmaları hem temel hem de klinik tıp araştırmacıları tarafından geniş ilgi görmüştür. Cotzias ve arkadaşlarının 1967 yılında levodopayı PH'nin klinik tedavisinde ilk kez başarılı bir şekilde uygulamasından bu yana, dopamin replasman tedavisi PH tedavisinin ana aracı olmuştur. Bununla birlikte, bu tedavi klinik semptomları yalnızca belirli bir ölçüde hafifletebilir ve hastalığın ilerlemesini temelde geciktiremez. Geleneksel Çin tıbbı, PH tedavisinde stabil ve uzun süreli terapötik etkiler ve minimal toksik yan etkiler gibi avantajlara sahiptir. PH'nin oluşumu ve gelişiminde apoptoz mekanizması üzerine araştırmaların derinleşmesiyle birlikte, geleneksel Çin tıbbının etkili bileşenlerinin kombinasyonu PH'nin nöroprotektif tedavisinde önemli avantajlar göstermiştir. Önceki araştırmalarımız, gastrodin ve izokrosetinin her ikisinin de in vitro ve in vivo Parkinson hastalığı modellerinde nöroprotektif etkiler gösterdiğini ortaya koymuştur. PH, genetik ve çevresel faktörlerin neden olduğu karmaşık bir hastalıktır ve PH için çok hedefli kombinasyon tedavisi giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu çalışmanın amacı, gastrodin ve izokrosetin kombinasyonunun PC12 hücrelerinde MPP+ ile indüklenen apoptoz üzerindeki koruyucu etkisini ve mekanizmasını araştırmaktır.

Motor semptomları iyileştirmeye odaklanan dopamin replasman tedavisi hala PH tedavisinin temel taşıdır, ancak uzun vadeli etkinlik ve komplikasyonlarla sınırlıdır. Nöroproteksiyon, Parkinson hastalığının ilerlemesini geciktirmek için önemli bir tedavi stratejisi haline gelmiştir. PH, birden fazla faktörün neden olduğu karmaşık bir hastalıktır ve kombinasyon tedavisi ile indüklenen biyolojik hedefler arasındaki sinerjik etki, PH'nin karmaşık patolojisini iyileştirmek için etkili bir araç olabilir. Geleneksel Çin tıbbı bileşiği Tianma Gouteng Yin, PH hastalarının semptomlarını önemli ölçüde iyileştirebilir. Önceki araştırmamızda, gastrodin ve izokrosetinin, anti PD'de Tianma ve Gouteng'in ana aktif bileşenleri olduğunu bulduk.

PH hastalarının beyinlerinde birçok apoptotik nöron ve oksidatif stres tespit edilmiştir ve oksidatif stres apoptotik sinyal yolunun başlatılmasında önemli bir faktördür. Dopaminerjik nöronların aşırı apoptozu, PH'nin ilerlemesinde kilit bir rol oynar ve PH'nin çeşitli nedenleri, hücre apoptozunun ortak yolu aracılığıyla nihayetinde PH'nin başlangıcına yol açabilir. MPTP, MPP+ oluşturmak üzere kan-beyin bariyeri yoluyla glial hücreler tarafından alınır ve oksitlenir. Orta beyindeki dopaminerjik nöronlar dopamin taşıyıcıları aracılığıyla MPP+ alır ve mitokondride mitokondriyal kompleks I aktivitesini inhibe ederek substantia nigradaki dopaminerjik nöronların apoptozuna yol açar. MPTP/MPP+, PH modellerini indüklemek için etkili bir ilaçtır. Bu çalışma, MPP+'nin PC12 hücrelerinde apoptozu ve kaspaz-3/7 aktivitesini artırdığını, gastrodin veya izorinofilinin ise PC12 hücrelerinde apoptozu ve kaspaz-3/7 aktivitesini önemli ölçüde inhibe edebildiğini göstermiştir. Gastrodin ve izorinofilinin birlikte inhibitör etkisi, her ikisinin tek başına inhibitör etkisinden önemli ölçüde daha güçlüydü.

Son yıllarda, mitokondriyal yapı ve işlevin derinlemesine incelenmesiyle, PH'nin ilerleyici gelişiminin mitokondri ile yakından ilişkili olduğu bulunmuştur. Mitokondriyal disfonksiyon mitokondriyal dış membranın geçirgenliğinin artmasına, Cyt-c'nin sitoplazmaya salınmasına ve apoptotik proteaz aktivatörü 1 ile bağlanarak bir multimer oluşturmasına, kaspaz-9 ve kaspaz-3'ü aktive etmesine ve sonuçta dinlenen endonükleazların aktivasyonuna yol açarak DNA kırılmasına ve hücre apoptozuna neden olur. Dopaminerjik nöron apoptozu Parkinson hastalığının ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu çalışma MPP+'nın PC12 hücrelerinde JC-1'in kırmızı/yeşil oranını azalttığını ve hücre kültürü süpernatantındaki cyct-C içeriğini artırdığını göstermiştir. Gastrodin ve isorhynchophylline'in kombine uygulamasının, JC-1 kırmızı/yeşil oranının artması ve hücre kültürü süpernatantındaki cyct-C'nin azalması üzerinde bireysel uygulamalarına göre önemli ölçüde daha güçlü bir etkiye sahip olması, gastrodin ve isorhynchophylline kombine uygulamasının nöroprotektif etkisinin mitokondriyal disfonksiyonun iyileştirilmesiyle ilişkili olduğunu düşündürmektedir. ERK1/2, Akt ve GSK-3 β sinyal yolakları gastrodin ve isorhynchophylline kombinasyonunun nöroprotektif etkilerinde önemli rol oynamaktadır.

Niasin vücuda girdikten sonra enzimlerin etkisi altında NAD+ve NADP+'ye dönüştürülebilir. NAD+, solunum zincirinin önemli bileşenlerinden biridir ve organizmalardaki redoks reaksiyonlarına katılır. Hücrelerdeki NAD+/NADH içeriğinin artırılması nörodejeneratif hastalıkları hafifletebilir. Akt sinyal yolu, hücre içi hayatta kalmayı destekleyen önemli bir sinyal yoludur ve Akt fosforilasyon seviyelerindeki bir artış, nöronal apoptozise karşı koyabilir ve nöronal hayatta kalmayı teşvik edebilir. Akt'ın Parkinson hastalığının patogenezinde rol oynadığı gösterilmiştir. Çalışmalar, substantia nigra pars compacta'daki Akt seviyelerinin PH hastalarında azaldığını göstermiştir. Bu çalışma, MPP+'nin PC12 hücrelerinde NAD+ içeriğini ve NAD+/NADH oranını azalttığını, gastrodin ve izorinokofilin kombinasyonunun ise PC12 hücrelerinde NAD+ içeriğini ve NAD+/NADH oranını artırdığını göstermiştir. İzokrosetin tek başına veya gastrodin ile birlikte PC12 hücrelerinde Akt fosforilasyon seviyelerini artırmıştır. Akt, hücresel NAD+ içeriğini ve NAD+/NADH oranını artırmak için gastrodin ve izorinokofilinin birlikte uygulanmasında önemli bir rol oynamaktadır.

Özetle, bu çalışma gastrodin ve isorhynchophylline kombinasyonunun PD ile ilişkili nöronal apoptozu daha iyi inhibe edebilen sinerjik bir etkiye sahip olduğunu doğrulamıştır. Mekanizma mitokondriyal fonksiyonun iyileştirilmesiyle ilgili olabilir, ancak kombinasyonun in vitro sinerjik nöroprotektif etkisinin in vivo deneylerde doğrulanması ve sinerjik nöroproteksiyonunun moleküler mekanizmasının daha fazla araştırılması gerekmektedir.