In Vitro Evaluation of The Effect of Vitamin C on Necrosis and Autophagy Caused by Ionizing Radiation

Yıl 2019, Cilt: 2 Sayı: 4 - Ek sayı, 169 - 172, 30.12.2019

Semiha Dede Veysel Yüksek Osman Yılmaz Sedat Çetin Ayşe Usta Mehtap Güney

Öz

This study was planned to investigate the possible protective effect of Vitamin C on the ionized radiation inducednecrotic and autophagicpathways as in vitro. The NRK-52E renal epithelial cells were cultured (RPMI 1640 medium(10% FBS. 1% L-Glutamine (2mM) and 1% Penicillin/Streptomycin). The proliferation-enhancing concentration ofVitamin C (100 μM) was used. In this study 5 groups were designed (Control, Ionizing Radiation, Vitamin C, IonizingRadiation+Vitamin C, Vitamin C+Ionizing Radiation). The ionizing radiation groups were exposed 8 Gy ionizing radiation.Total RNA and cDNA were isolated from the samples collected from the incubated cells for 24 hours, andexpressionlevels of target genes were determined by RT-PCR. According to the control gene by RT-PCR; the expression levels ofnecrotic (RIPK 1, RIPK3) and autophagic (ATG3, ATG5, BECN1, Map3A) target genes were determined. In the radiationgroup, necrotic and autophagic genes were found to be significantly increased compared to control group. Thevitamin C supplementation after radiation decreased genes expression of all genes except Map3A gene. As a result, itwas noted that ionizing radiation affects necrotic and autophagic cell pathways in the NRK-52E cell line, and activatecytotoxic mechanism. Vitamin C leads to down regulation for necrotic and autophagic genes, except for Map3Abefore and after ionized radiation administration. It was considered that the effects of vitamin C on cytotoxicity dueto ionizing radiation are worth investigating.

Anahtar Kelimeler

In vivo, Autophagy, Ionizing radiation, Necrosis, Vitamin C

İyonize Radyasyondan Kaynaklanan Nekroz ve Otofaji Üzerine Vitamin C’nin Etkisinin İn Vitro Olarak Değerlendirilmesi

Öz

Bu çalışma, iyonize radyasyondan kaynaklanan nekrotik ve otofajik yolaklarda Vitamin C’nin olası koruyucu etkisininin vitro olarak araştırılması amacıyla planlandı. Bu amaçla NRK-52E böbrek epitelyal hücre hattı kullanıldı. Hücreler(%10 FBS, %1 L-Glutamin (2mM) ve %1 Penisilin/Streptomisin içeren RPMI 1640) besi ortamında çoğaltıldı. Dahaönce yapılan çalışmalarda belirlenen Vitamin C’nin proliferasyon artırıcı konsantrasyonu (100 μM) uygulandı. Kontrol,İyonize Radyasyon, Vitamin C, İyonize Radyasyon+Vitamin C, Vitamin C+İyonize Radyasyon olmak üzere 5 çalışmagrubu oluşturuldu. İyonize Radyasyon gruplarına 8 Gy iyonize radyasyon uygulandı. Bütün gruplar 24 saat inkübeedildikten sonra total RNA ve cDNA izolasyonu yapılarak, qRT-PCR ile kontrol genine göre; nekrotik (RIPK 1, RIPK3) veotofajik (ATG3, ATG5, BECN1, Map3A) hedef genlerinin ekspresyon seviyeleri belirlendi. Radyasyon grubunda nekrotikve otofajik genlerin kontrol grubuna göre anlamlı olarak arttığı bulundu. Radyasyona maruz kaldıktan sonra verilenvitamin C’nin, Map3A hariç tüm genlerin ekspresyonunu azalttığı saptandı. Sonuç olarak, iyonize radyasyonun NRK-52Ehücre hattındaki nekrotik ve otofajik hücre yollarını etkilediği, sitotoksik mekanizmayı aktive ettiği ve Vitamin C’niniyonize radyasyon uygulamasından önce ve sonra Map3A hariç, nekrotik ve otofajik genlerin down-regülasyonuna yolaçtığı belirlendi. Vitamin C’nin iyonlaştırıcı radyasyona bağlı sitotoksisite üzerindeki etkilerinin araştırılmaya değerolduğu düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Hücre kültürü, İyonize radyasyon, Nekroz, Otofaji, Vitamin C

Kaynakça

• Chen L, Jia RH, Qui CJ, Ding G. (2005). Hyperglycemia inhibitsthe uptake of dehydroascorbate in tubular epithelial cell.Am J Nephrol, 25:459-65.
• Çoşkun G, Özgür H. (2011). Apoptoz ve nekrozun molekülermekanizması. Arşiv, 20:145.
• Dede S, Deger Y, Kahraman T, Kılıçalp D. (2009). Effects ofX-ray radiation on oxidation products of nitric oxidein rabbits treated with antioxidant compounds. Turk JBiochem, 34(1):15-8.
• Dede S, Değer Y, Mert N, Kahraman T, Alkan M, Keleş İ. (2003).Studies on the effects of X-ray on erythrocyte zinc andcopper concentrations in rabbits after treatment with antioxidants. Biol Trace Elem Res, 92:55-60.
• Değer Y, Dede S, Belge A, Mert N, Kahraman T, Alkan M.(2003). Effects of X-ray radiation on lipid peroxidation andantioxidant systems in rabbits treated with antioxidantcompounds. Biol Trace Elem Res, 94(2):149-56.
• Ferrier DR. Lippincott’s Illustrated Reviews: Biochemistry,6nd Ed. Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore, 2014.Gürdöl F, Ademoğlu E. Biyokimya, Nobel Tıp Kitapevleri,İstanbul, 2013.
• Halliwell B. (1994).Free radicals and antioxidants: A personalview. Nutr Rev, 52:253-65.
• Kang SA, Jang YJ, Park H. (1998). In vivo dual effects of vitaminC on paraquat-induced lung damage: Dependence onreleased metals from the damaged tissue. Free RadicRes, 28:93-107.
• Karslioğlu I, Ertekin MV, Taysi S, Kocer I, Sezen O, GepdiremenA, Koc M, Bakan N. (2005). Radioprotective effects ofmelatonin on radiation-induced cataract. J Radiat Res,46:277-82.
• Kawashima S, Funakoshi T, Sato Y, Saito N, Ohsawa H, KuritaK, Nagata K, Yoshida M, Ishigami A. (2018). Protectiveeffect of pre- and post-vitamin C treatments on UVBirradiation-induced skin damage. Sci Re, 8(1):16199.
• Kim W, Lee S, Seo D, Kim D, Kim K, Kim E, Kang J, Seong KM,Youn H, Youn B. Cellular stress responses in radiotherapy.Cells, 2019;8(9):E1105.
• Liman N, Suna DC. (2017). Hücre koruyucu bir mekanizma:Otofaji. Erciyes Üniv Sağ Bil Derg, 26:275-281.
• Mc Dowell LR. Minerals in Animal and Human Nutrition. 2nded. Elsevier Press, Amsterdam, Philadelphia, 2003.
• Öz Arslan D, Korkmaz G, Gözüaçık D. (2011). Otofaji: Bir hücreselstres yanıtı ve ölüm mekanizması. Acıbadem Üniv Sağ BilDerg, 2:4.
• Serbecic N, Beutelspacher SC. (2005). Vitamins inhibitoxidant induced apoptosis of corneal endothelial cells.Jpn J Ophthalmol, 49:355-62.
• Taysi S, Memisogullari R, Koc M, Taylan A, Aslankurt M,Gümüştekin K, Al B, Ozabacigil F, Yilmaz A, Ozder HT.(2008). Melatonin reduces oxidative stress in the rat lensdue to radiation-induced oxidative injury. Int J Radiat Biol,84:803-8.
• Weiss JF, Landauer MR. (2000). Radioprotection by antioxidants. Ann NY Acad Sci, 899:44-60.
• Yılmaz O, Çetin S, Yüksek V, Dede S, Tuğrul T. The effect ofvitamin C on apoptotic pathway in ıonizing radiationinducedNRK-52E cell line. 2nd International EurasianConference on Biological and Chemical Sciences(Eurasian Bio Chem 2019), June 28-29, 2019 Ankara,Turkey, OP, 1872.
• Yüksek V, Dede S, Taşpınar M, Çetin S. (2017). The effects ofvitamins A, D, E, and C on apoptosis and DNA damage insodium fluoride-treated renal and osteoblast cell lines.Fluoride, 50(3):300-13.