Deneysel epilepsi modelinde KCNQ1 ve KCNQ3 genlerinin ekspresyon düzeyleri

Amaç: Status epileptikus (SE) 30 dakikadan daha uzun süre tekrarlayan jeneralize konvulziyonlarla birlikte çocuklarda oldukça yaygın bir şekilde görülen nörolojik bir hastalıktır ve kontrol edilmediğinde, beyinde nöronal hasarlar meydana gelir. Bu çalışmanın amacı SE sonrası akut dönemde KCNQ1 ve KCNQ3 gen ekspresyon seviyelerindeki değişiklikleri değerlendirmektir. Gereç ve Yöntem: Sıçanlarda Li-Pc ile deneysel SE modeli oluşturuldu. Çalışmada; SE, kontrol ve sham grupları olmak üzere 3 grupta dişi Wistar albino [250–350 gr, 21 adet (n=7)] sıçan kullanıldı. Beyin dokularından elde edilen total RNA, cDNA'ya çevrilerek KCNQ1 ve KCNQ3 genlerinin kantitatif gerçek zamanlı PCR (qRT-PCR) yöntemi ile gen ekspresyon değişimleri değerlendirildi. Bulgular: İstatistiksel olarak SE grubunda; kontrol ve sham grubuna kıyasla KCNQ1 ve KCNQ3 genlerinin ekspresyon seviyelerinde anlamlı oranda farklılık görüldü. Deney grubunun KCNQ1 ve KCNQ3 gen ekspresyon düzeyleri diğer gruplardan yüksek bulundu. Sonuç: K+ iyon kanallarını kodlayan genlerin mRNA ekspresyon seviyelerindeki değişikliklerin belirlenmesi epilepsi sırasında oluşan patolojik mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Oluşturulan SE deneysel modelde KCNQ1 ve KCNQ3 mRNA ekpresyonlarında artış saptanması ileride yapılması planlanan tedaviye yönelik ilaç çalışmalarına yol göstereceğine inanılmaktadır.

Expression levels of KCNQ1 and KCNQ3 genes in experimental epilepsy model

Purpose: Status epilepticus (SE) is a highly common neurological disease in children, with recurrent generalized convulsions for more than 30 minutes, and when not controlled, neuronal damage occurs in the brain. The aim of this study was to evaluate the changes in KCNQ1 and KCNQ3 gene expression levels in the acute period after SE. Materials and Methods: In rats, an experimental SE model was created with Li-Pc. Study; female Wistar albino [250–350 g, 21 (n=7)] rats were used in 3 groups as SE, control and sham groups. The total RNA obtained from brain tissues was converted to cDNA, and gene expression levels of KCNQ1 and KCNQ3 genes were assessed by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) method. Results: Statistically in SE group; compared to the control and sham groups, a significant difference was observed in the gene expression levels of the KCNQ1 and KCNQ3 ion channels. The KCNQ1 and KCNQ3 gene expression levels of the experimental group was found higher than the other groups. Conclusion: Determining the changes in mRNA expression levels of genes encoding K+ ion channels will help to better understand the pathological mechanisms that occur during epilepsy. In the SE experimental model created, it is believed that an increase in mRNA expression of KCNQ1 and KCNQ3 will lead to drug therapy studies planned for the future.

___

  • 1. Brading AF. Spontaneous activity of lower urinary tract smooth muscles: correlation between ion channels and tissue function. J Physiol. 2006;570:13- 22.
  • 2. Lerche H, Jurkat Rott K, Lehmann Horn F. Ion channels and epilepsy. Am J Med Gene. 2001;106:146-59.
  • 3. Iannetti P, Farello G, Verrotti A. Editorial– Channelopathies: a link between brain and heart: the model of epilepsy. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21:5523-26.
  • 4. Vizuete AFK, Hennemann MM, Gonçalves CA, De Oliveira DL. Phase-dependent astroglial alterations in Li–pilocarpine-induced status epilepticus in young rats. Neurochemical Res. 2017;42:2730-42.
  • 5. Hitiris N, Mohanraj R, Norrie J, Sills GJ, Brodie MJ. Predictors of pharmacoresistant epilepsy. Epilepsy Res. 2007;75:192-6.
  • 6. Hartmann M, Decking UKM. Blocking Na+–H+ exchange by cariporide reduces Na+-overload in ischemia and is cardioprotective. J Mol Cell Cardiol. 1999;31:1985-95.
  • 7. Wang Q, Shen J, Splawski I, Atkinson D, Li Z, Robinson JL et al. SCN5A mutations associated with an inherited cardiac arrhythmia, long QT syndrome. Cell.1995;80:805-11.
  • 8. D'Adamo MC, Catacuzzeno L, Di Giovanni G, Franciolini F, Pessia M. K+ channelepsy: progress in the neurobiology of potassium channels and epilepsy. Front Cell Neurosci. 2013;7:134.
  • 9. Jespersen T, Grunnet M, Olesen SP. The KCNQ1 potassium channel: from gene to physiological function. Physiology. 2005;20:408-16.
  • 10. Berkovic SF, Mulley JC, Scheffer IE, Petrou S. Human epilepsies: interaction of genetic and acquired factors. Trends Neurosci. 2006;29:391-97.
  • 11. Rogawski MA. KCNQ2/KCNQ3 K+ channels and the molecular pathogenesis of epilepsy: implications for therapy. Trends Neurosci. 2000;23:393-98.
  • 12. Nashef L, Hindocha N, Makoff A. Risk factors in sudden death in epilepsy (SUDEP): the quest for mechanisms. Epilepsia. 2007;48:859-71.
  • 13. Kim JE, Yeo SI, Ryu HJ, Kim MJ, Kim DS, Jo SM et al.. Astroglial loss and edema formation in the rat piriform cortex and hippocampus following pilocarpine induced status epilepticus. J Comp Neurol. 2010;518:4612-28.
  • 14. Liu J, Wang A, Li L, Huang Y, Xue P, Hao A. Oxidative stress mediates hippocampal neuron death in rats after lithium–pilocarpine-induced status epilepticus. Seizure. 2010;19:165-72.
  • 15. Curia G, Longo D, Biagini G, Jones RS, Avoli M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. J Neurosci Methods. 2008;172:143-57.
  • 16. Racine RJ. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1972;32:281-94.
  • 17. Glien M, Brandt C, Potschka H, Voigt H, Ebert U, Löscher W. Repeated low-dose treatment of rats with pilocarpin: low mortality but high proportion of rats developing epilepsy. Epilepsy Res. 2001;46:111-9.
  • 18. Suchomelova L, Baldwin RA, Kubova H, Thompson KW, Sankar R, Wasterlain CG. Treatment of experimental status epilepticus in immature rats. Pediatr Res. 2006;59:237-43.
  • 19. Hong K, Piper DR, Diaz-Valdecantos A, Brugada J, Oliva A, Burashnikov E et al.. De novo KCNQ1 mutation responsible for atrial fibrillation and short QT syndrome in utero. Cardiovasc Res. 2005;68:433- 40.
  • 20. Chang Q, Wang J, Li Q, Kim Y, Zhou B, Wang Y et al.. Virally mediated Kcnq1 gene replacement therapy in the immature scala media restores hearing in a mouse model of human Jervell and Lange Nielsen deafness syndrome. EMBO Mol Med. 2015;7:1077- 86.
  • 21. Tiron C, Campuzano O, Pérez-Serra A, Mademont I, Coll M, Allegue C et al. Further evidence of the association between LQT syndrome and epilepsy in a family with KCNQ1 pathogenic variant. Seizure. 2015;25:65-7.
  • 22. Schroeder BC, Kubisch C, Stein V, Jentsch TJ. Moderate loss of function of cyclic-AMP-modulated KCNQ2/KCNQ3 K+ channels causes epilepsy. Nature. 1998;396:687-90.
  • 23. Brenner R, Wilcox KS. Potassium channelopathies of epilepsy. In Jasper's Basic Mechanisms of the Epilepsies. 4th edition. 2012.
  • 24. Jentsch TJ. Neuronal KCNQ potassium channels: physislogy and role in disease. Nat Rev Neurosci. 2000;1:21-30.
  • 25. Seebohm G, Scherer CR, Busch A, Lerche C. Identification of specific pore residues mediating KCNQ1 inactivation a novel mechanism for long QT syndrome. J Biol Chem. 2001;276:13600-5.
  • 26. Chouabe C, Neyroud N, Richard P, Denjoy I, Hainque B, Romey G, Barhanin J. Novel mutations in KvLQT1 that affect I Ks activation through interactions with Isk. Cardiovas Res. 2000;45:971-80.
  • 27. Wang Q, Curran M, Splawski I, Burn TC, Millholland JM, VanRaay TJ et al. Positional cloning of a novel potassium channel gene: KVLQT1 mutations cause cardiac arrhythmias. Nat Genet.1996;12:17-23.
  • 28. Delmas P, Brown DA. Pathways modulating neural KCNQ/M (Kv7) potassium channels. Nat Rev Neurosci. 2005;6:850-62.
  • 29. Luo X, Xiao J, Lin H, Lu Y, Yan g B, Wang Z. Genomic structure, transcriptional control, and tissue distribution of HERG1 and KCNQ1 genes. Am J of Physiol-Heart Circulatory Physiol. 2008;294(3):H1371-H1380.
  • 30. Goldman AM, Glasscock E, Yoo J, Chen TT, Klassen TL, Noebels JL. Arrhythmia in heart and brain: KCNQ1 mutations link epilepsy and sudden unexplained death. SciTransl Med. 2009;1:2ra6-2ra6.
  • 31. Akay A, Sümer-Turanlıgil NC, Uyanıkgil Y. İyon kanalları ve epilepsi patojenezindeki rolleri. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi. 2010;19:72-84.
  • 32. Blume WT, Lüders HO, Mizrahi E, Tassinari, van Emde Boas W, Engel Jr, Ex officio J. Glossary of descriptive terminology for ictal semiology: report of the ILAE task force on classification and terminology. Epilepsia. 2001;42:1212-18.
  • 33. Shah MM, Anderson AE, Leung V, Lin X, Johnston D. Seizure-induced plasticity of h channels in entorhinal cortical layer III pyramidal neurons. Neuron. 2004;44:495-508.
  • 34. Sonat FA, Balcı F. Sıçanlarda pilocarpin ile oluşturulan epilepside topiramatın nöronlar üzerine etkisi. Uludağ Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi. 2010;29:1-7.
  • 35. Su T, Cong WD, Long YS, Luo AH, Sun WW, Deng WY et al. Altered expression of voltage-gated potassium channel 4.2 and voltage-gated potassium channel 4-interacting protein, and changes in intracellular calcium levels following lithium- pilocarpine-induced status epilepticus. Neurosci. 2008;157:566-76.
  • 36. Saganich MJ, Machado E, Rudy B. Differential expression of genes encoding subthreshold-operating voltage-gated K+ channels in brain. J Neurosci. 2001;21:4609-24.
  • 37. Tinel N, Lauritzen I, Chouabe, Lazdunski M, Borsotto M. The KCNQ2 potassium channel: splice variants, functional and developmental expression. Brain localization and comparison with KCNQ3. FEBS Lett. 1998;438:171-76.
  • 38. Yang WP, Levesque PC, Little WA, Conder ML, Ramakrishnan P, Neubauer MG et al. Functional expression of two KvLQT1-related potassium channels responsible for an inherited idiopathic epilepsy. J Biol Chem. 1998;273:19419-423.
  • 39. Yavuz ENV, Baykan B. Epilepsi, moleküler mekanizmalar ve ilgili nöromediatörler. Türkiye Klinikleri Neurology-Special Topics. 2010;3:38-42.
  • 40. Walker MC, Schorge S, Kullmann DM, Wykes RC, Heeroma JH, Mantoan L. Gene therapy in status epilepticus. Epilepsia. 2013;54:43-45.
  • 41. Villa C, Combi R. Potassium channels and human epileptic phenotypes: an updated overview. Front Cell Neurosci. 2016;10:81.
  • 42. Kudin AP, Debska Vielhaber G, Vielhaber S, Elger CE, Kunz WS. The mechanism of neuroprotection by topiramate in an animal model of epilepsy. Epilepsia. 2004;45:1478-87.
Cukurova Medical Journal-Cover
  • ISSN: 2602-3032
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1976
  • Yayıncı: Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Klinik olarak belirgin Cushing hastalığı olan hastalar ile sessiz kortikotrof hücreli adenomu olan hastaların klinik, hormonal, radyolojik ve morfolojik olarak karşılaştırılması

Gamze AKKUŞ, Baris KARAGÜN, Nuri Eralp ÇETİNALP, Arbil AÇIKALIN, Fulya ODABAŞ, Mehtap EVRAN OLGUN, Murat SERT, Suzan ZORLUDEMİR, Bekir Tamer TETİKER

Akut koroner sendromlu diyabetik hastalarda aort-koroner bypass cerrahisi ile yeni nesil ilaç salınımlı stentlerle uygulanan perkütan koroner girişimin erken ve uzun dönem sonuçlarının karşılaştırılması

Firdovsi IBRAHİMOV, Latife KAYIKÇIOĞLU, Shafa SHAHBAZOVA, Isfendiyar ISMAYİLOV, Oktay MUSAYEV, Kamran MUSAYEV, Shahane ELESGERLİ

Panik bozukluğu olan hastalarda çocukluk çağı travması ile duygusal işlev bozukluğu arasındaki ilişki

Rukiye AY, Oğuzhan KILINÇEL

Nörolojik rehabilitasyonda yapay sinir ağı uygulamaları

Güzin KARA, Filiz ALTUĞ, Kadir KAVAKLIOĞLU, Uğur CAVLAK

Uteroservikal açı ve servikal uzunluk geç term-postterm nullipar gebelerde doğum indüksiyonunun başarısını belirleyebilir mi?

Derya KANZA GÜL

Koronavirüs hastalığı-2019 infodemisine yanıt vermek için bir çerçeve geliştirmek ve önemli noktalar

Saurabh SHRİVASTAVA, Prateek SHRİVASTAVA

Ailesel meme kanseri öyküsü olan ve olmayan kadınlarda meme kanseri tanılama davranışları

Seçil TAYLAN, Gülden KÜÇÜKAKÇA ÇELİK

Diyete protein eklenmesi sporcuların kardiyovasküler sistemini etkiler mi?

Songul USALP, Hatice Soner KEMAL, Onur AKPINAR, Levent CERİT, Hamza DUYGU

Wistar albino sıçanlarında Hypericum triquetrifolium Turra. tohum metanol ekstraktlarının siklofosfamid-nedenli mesane hemorajik sistiti ve nefrotoksisitesi üzerine üroprotektif etkilerinin incelenmesi

Songül ÇETİK YILDIZ, Cumali KESKİN, Varol ŞAHİNTÜRK, Adnan AYHANCI

Deneysel epilepsi modelinde KCNQ1 ve KCNQ3 genlerinin ekspresyon düzeyleri

Özlem COŞKUN, Ozlem OZTOPUZ, Turgay ÇOKYAMAN