Hidrojen peroksite bağlı oksidatif stres insan astrogliom hücrelerinde sikline bağlı kinaz 5 ve p35/p25 lokalizasyonunu değiştirir

Hydrogen peroxide induced oxidative stress alters cyclin dependent kinase 5 and p35/p25 localization in human astroglioma cells

Abstract

Cyclin dependent kinase 5 (Cdk5), a predominantly post mitotic neuronal enzyme, is known to play a critical role in morphology, function and fate of neurons. The functional activity of Cdk5 requires an obligatory association with p35 or p25-a long lived fragment of p35 generated by cleavage by calpain. While the function of Cdk5 in the neurons has been well established, it's role in non-neuronal cells of the brain, the astroglia, especially during oxidative stress is not reported. In this study, we investigated the expression of Cdk5 and its activators p35/p25 in the human astroglioma cell line- U373 treated with H2O2 for induction of oxidative stress as an experimental model system. The cells were exposed to various doses of H2O2 and examined for its morphology and viability at different time points. Expression of Cdk5 and p35/25 was determined in control cells and in cells treated with H2O2, pretreated with calpain inhibitor- calpstatin, which inhibits cleavage of p35 to p25 and a known neuroprotective moleculelithium. We demonstrate that H2O2-induced stress causes loss in the number of cells with cytoplasmic extensions, a prelude to cell death that is associated with nuclear expression of p25 and Cdk5 while Cdk5/p35 expression is exclusively cytoplasmic in the control cells. Lithium treatment inhibited the translocalization of p25 and Cdk5 to the nucleus. We conclude that Cdk5 and its activators could be important molecular players in modulating cell morphology and viability of astroglial cells during oxidative stress.

Özet

Sikline bağlı kinaz 5 (Cdk5) öncelikle postmitotik bir nöronal enzimdir ve özellikle nöronların morfolojisi, işlevleri ve ölümünde kritik rol oynar. Cdk5in işlevsel aktivitesi için p35 ya da kalpain tarafından bölünerek oluşturulan p35ün uzun ömürlü fragmanı olan p25 ile zorunlu bir birlikteliği gerekir. Nöronlardaki işlevinin çok işlendiği Cdk5'in özellikle oksidadif stres altında nöronal olmayan örneğin astroglial hücrelerdeki rolü üzerinde çalışma yoktur. Bu çalışmada bir deneysel model sistemi olarak H2O2 uygulanmış U373 insan astrogliom hücre serisinde Cdk5 ve aktivatörleri olan p35/p25'in varlığı araştırıldı. Hücreler H2O2'nin değişik dozları uygulanarak morfolojileri ve zamana bağlı canlılıkları incelendi. H2O2 ile tedavi edilen ve kontrol hücrelerinde p35'in p25 dönüşümünü baskılayan ve iyi bilinen bir nöroprotektif molekül olan lityum ile kalpain inhibitörü kalpstatinle ön tedavileri yapılarak Cdk5 ve p53/p25 ölçümleri yapıldı Kontrol hücreler inde Cdk5/p35 varlığı sadece sitoplazmik iken, H2O2-e bağlı stres sitoplazmik uzantıları olan hücre sayısında kayıp ve Cdk5 ile p25 nükleus ekspresyonu ile giden hücre ölümü saptadık Lityum tedavisi p25 ve Cdk5 in nükleusa translokalizasyonunu inhibe etti. Cdk5 ve aktivatörlerinin oksidatif stres sırasında hücre morfolojisi ve astroglial hücrelerin canlılığını module etmede önemli moleküller olduğu kanısına varıldı.