Synergistic Effect of Nerve Growth Factor and Insulin-Like Growth Factor-1 on Providing a Pro-Survival, Anti-Apoptotic Benefit and Increased Extracellular Matrix Synthesis in Stressed Rat Intervertebral Disc Cells

Strese Uğramış Sıçan İntervertebral Disk Hücrelerinde, Sinir Büyüme Faktörü ve İnsülin Benzeri Büyüme Faktörü-1'in Pro-survival, Anti-apopitotik Etki ve Ekstrasellüler Matriks Sentez Artısı Üzerine Snerjistik Etkisi

Özet

Amaç: Çalışmanın amacı, , serum yoksun fare disk hücrelerinde hücre dışı matris sentezini artısı ve apopitozun önlenmesi uzerinde sinir büyüme faktörü (NGF) ve insülin benzeri büyüme faktörü-1 (IGF-1) etkisini incelemektir. Yöntem: Tropomiyozin ile ilişkili kinaz A (TrkA) reseptör ve IGF-1 reseptörü (IGF-1R) sentezlenmesi sıçan anulus fibrosus (AF) hücrelerinde incelenmiştir. Bu tespit ya % 10 (normal kontrol) içinde tutulan hücreye ya da % 0 (apopitoz teşvik edici durum) fetal sığır serumu (FBS), TrkA ekspresyonu ve IGF-1R ve apopitoz derecesi ölçülmüştür. Biz NGF (100 ng / ml) ve IGF-1 (500 ng / ml) in % 0 FBS içinde tutulan hücrelerde hücre dışı matris proteinlerinin sentezini arttırıcı ve apoptozisi önleyici ve etkisini analiz ettik. Bulgular: TrkA ve IGF-1R sentezlenmesi sıçan AF hücrelerinde saptanabilir. TrkA ve IGF1R sentezlenmesi % 0 FBS ile tedavi edilen hücrelerde azalmış, ancak yine de tespit edilebilmiştir. 0% FBS içinde muhafaza, hücrelerin apopitozunu önemli ölçüde arttırmıştır. % 0 FBS koşuluna rağmen, her bir NGF ve IGF-1 uygulaması hücrelerin apopitozunu % 2 ve % 5 oranlarında azaltmıştır. NGF ve IGF-1'in birlikte uygulanması ile hücrelerin apopitozunu daha da belirgin azaltmış (9%) ve hücrelerde agrekan, kollajen-1 ve -2 sentezini arttırmıştır. Sonuç: NGF ve IGF-1'in disk hücrelerinin uygunsuz veya aşırı apopitozuna bağlı olarak gelişen disk dejenerasyonun yavaşlamatilmasinda terapötik rol oynayabileceğini düşündürmektedir

Abstract

Objective: The purpose of the study was to investigate the effect of nerve growth factor (NGF) and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) in preventing apoptosis and increasing extracellular matrix synthesis in serum deprived rat disc cells. Methods: Expression of tropomyosin-related kinase A (TrkA) receptor and IGF-1 receptor (IGF-1R) was examined in rat annulus fibrosus (AF) cells. We identified and quantified the degree of expression of TrkA and IGF-1R and apoptosis of the cells maintained in either 10% (normal control) or 0% (apoptosis-promoting condition) fetal bovine serum (FBS). We analyzed the effect of NGF (100 ng/ml) and IGF-1 (500 ng/ml) in preventing apoptosis and increasing synthesis of extracellular matrix proteins in the cells maintained in 0% FBS. Results: Expression of TrkA and IGF-1R was detectable in rat AF cells and the degree of expression of TrkA and IGF-1R decreased in the cells treated with 0% FBS but some expression was still detectable. Apoptosis of the cells significantly increased when maintained in 0% FBS. Despite 0% FBS condition, each application of NGF and IGF-1 reduced apoptosis of the cells by 2% and 5% with a subsequent increase in synthesis of aggrecan, collagen-1 and -2. The combined application of NGF and IGF-1 more significantly decreased apoptosis of the cells by 9% and increased synthesis of aggrecan, collagen-1 and -2 in the cells. Conclusions: Our result suggests that NGF and IGF-1 may play a therapeutic role in slowing disc degeneration, which is due to an inappropriate or excessive apoptosis of the disc cells