Necrotizing enterocolitis in newborn rats is improved by nesfatin-1 via the modulation of inflammation-related transcription factors and tight junction proteins

K Karadeniz Cerit¹, T Koyuncuoglu², D Yagmur³, D Anıl⁴, İ Peker Eyüboğlu⁵, S Sirvancı⁴, M Akkiprik⁵, B Aksu⁶, TE Dağlı¹, B Yeğen²

¹Marmara University School of Medicine, Department of Pediatric Surgery, Istanbul
²Marmara University, School of Medicine, Department of Physiology, Istanbul
³Marmara University School of Medicine
⁴Marmara University, School of Medicine, Department of Histology and Embryology, Istanbul
⁵Marmara University School of Medicine, Medical Biology
⁶Marmara University School of Medicine, Department of Medical Microbiology

Aim:It was aimed to investigate therapeutic impact of nesfatin-1 and involvement of capsaicin-sensitive afferent neuronsina neonatal rat model of necrotizing enterocolitis (NEC).

Methods: To induce NEC, newborn Sprague-Dawley rat pups were separated and fed with a hyperosmolar formula, while control pups (n=16) had no intervention. NEC-induced rats received intraperitoneally saline or nesfatin-1 (0.2 µg/kg/day) for 3 days, while a subgroup of nesfatin-treated rats was injected with capsaicin (50 g/g) once on the 3^rdday. On the 3^rdday, pups were exposed to hypoxic chamber for 45 sec. After clinical states of pups were assessed using a clinical sickness score on 4^thday, pups were sacrificed and intestinal tissues were macroscopically scored. UsingRT-PCR, gene expressions of occludin, claudin-3, cycloxygenase-2, nuclear factor (NF)-κB-p65 (RELA), and vascular endothelial growth factor (VEGF) were determined in intestines, and relative abundance of bacteria in feces were quantified by qPCR. Immunohistochemical staining for NF-κB and VEGF was performed in terminal ileum.

Main Results: Along with the increased abundance of Proteobacteria and Actinobacteria, clinical and macroscopic scores of intestine, gene expressions of claudin-3 and RELA, and NF-κB immunoreactivity were higher in saline-treated NEC group as compared to control rats (p<0.001). Nesfatin-1 reduced the macroscopic and clinical scores (p<0.001), while these reductions were abolished by capsaicin. Increased expressions of occludin, claudin-3, cycloxygenase-2 and RELA genes along with increased VEGF immunostaining were evident in nesfatin-1-treated NEC group (p <0.05).

Conclusion:Nesfatin-1 alleviated NEC-induced injury by modulating microbiota, expressions of inflammation-related transcription factors and tight junction proteins.

Keywords: Necrotizing enterocolitis, nesfatin, tight junction proteins, microbiota

Nesfatin-1 inflamasyonla ilişkili transkripsiyon faktörleri ve tight-junction proteinleri yoluyla nekrotizan enterokolitte düzelme sağlar

K Karadeniz Cerit¹, T Koyuncuoglu², D Yagmur³, D Anıl⁴, İ Peker Eyüboğlu⁵, S Sirvancı⁴, M Akkiprik⁵, B Aksu⁶, TE Dağlı¹, B Yeğen²

¹Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çocuk Cerrahisi AD, İstanbul
²Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, İstanbul
³Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi
⁴Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Histoloji ve Embriyoloji Anabilim Dalı, İstanbul
⁵Marmara Üniversitesi Tıp Fakütesi, Medikal Biyoloji AD
⁶Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Medikal Mikrobiyoloji AD

Amaç:Yenidoğan sıçanlarda oluşturulan nekrotizan enterokolit (NEK) modelinde nesfatin-1’in kapsaisin duyarlı afferent nöronları yoluyla olan tedavi edici etkisini araştırmayı amaçlamıştır.

Yöntem: YenidoğanSprague-Dawley sıçanlar annelerinden ayrılıp, hiperozmolar formüllü mamalar ile beslenerek NEK modeli oluşturulmuştur, kontrol grubunda ise hiçbir müdahale yapılmamıştır (n=16). NEK oluşturulan sıçanlara, 3 gün süresince intraperitoneal olarak serum fizyolojik veya nesfatin-1 (0.2 µg/kg/day) uygulanmıştır. Nesfatin uygulan sıçanların bir alt grubuna ise 3. Günde tek sefer 50 mg/g kapsaisin ugyulanmıştır. 3.günde yavrular 45 saniye hipoksik bölmeye yerleştirlmişlerdir. Klinik durumları, klinik hastalık skoru ile değerlendirildikten sonra yavrular 4. Günde sakrifiye edilmişlerdir. İntestinal dokuları makroskopik olarak skorlanmışlardır. RT-PCR kullanılarak; occludin, claudin-3, cycloxygenase-2, nuclear factor (NF)-κB-p65 (RELA), and vascular endothelial growth factor (VEGF) gen ekspresyonu intestinal dokularda değerlendirilmiştir. Feçesteki relative bakteri baskınlığı qPCR ile değerlendirilmiştir. Terminal ileumda, NF-κB and VEGF için immunohistokimyasal boyama uygulanmıştır.

Sonuç: Saline tedavi uygulanan NEK grubunda kontrol grubuna göre;Proteobacteria and Actinobacteria oranında artış yanısıra, intestinede klinik ve makroskopik skorlarında, claudin-3 ve RELAgen ekspresyonlarında, NF-κB immunoreaktivitesi daha yüksek izlenmiştir (p<0.001). Nesfatin-1 makroskopik ve klinik skorları azaltırken, kapsaisin ile bu azalmalar ortadan kalkmaktadır. Nesfatin-1 tedavisi alan NEK grubunda Increased expressions of occludin, claudin-3, cycloxygenase-2 ve RELA gen ekspresyonları artışının yanısıra VEGF immunboyamalarında da artış bulunmuştur (p <0.05).

Nesfatin-1, NEK ile indüklenen hasarda azalmayı mikrobiatanın ve inflamasyon ilişkili transkripsiyon faktörleri ve tight junction proteinlerinin düzenlenmesi ile oluşturur.

Anahtar Kelimeler: Nekrotizan enterokolit, nesfatin, tight-junction proteinleri, mikrobiyota