The effects of protein kinase C activator phorbol dibutyrate on traumatic brain edema and aquaporin-4 expression

Abstract

AMAÇ Aquaporin-4 (AQP4) merkezi sinir sistemindeki başlıca su kanalıdır. Beyin ödemi travmatik beyin yaralanmasında (TBY) artmış AQP4 ekspresyonundan ortaya çıkmaktadır. Hücre çalışmaları protein kinaz aktivatörü forbol esterin AQP-4 ve su geçirgenliği üzerine baskılayıcı etkisi olduğunu göstermiştir. Bu çalışmanın amacı, bir forbol esteri olan forbol dibütiratın (PDBu) TBY’de AQP-4 ekspresyonu ve eşlik eden beyin ödemine etkisinin araştırılmasıdır. GEREÇ VE YÖNTEM Elli altı adet erkek Wistar cinsi sıçan öncelikle beyin dokusundaki su yüzdesinin değerlendirileceği ödem grubu ve AQP-4 ekspresyonunun araştırılacağı immünohistokimya grubu olmak üzere 2 gruba ayrıldı. Bu iki grup da kendi içerisinde kontrol grubu, ciddi TBY grubu, %0,9’luk tuz çözeltisi ile tedavi edilen TBY grubu ve PDBu (2300 mg/kg, iv) ile tedavi edilen TBY grubu olmak üzere 4 ayrı alt gruba ayrıldı. Sonuçlar istatistiksel olarak değerlendirildi. BULGULAR PDBu tedavisi anlamlı derecede beyin su konsantrasyonunu düşürdü (p<0,001). Ayrıca PDBu’nun travmaya bağlı AQP-4 reseptörlerinin artışını engellendiği tespit edildi (p<0,05). SONUÇ AQP-4 reseptörlerini azaltma etkisi oluşturan intravenöz PDBu verilmesiyle travmatik beyin ödemi gelişmesi engellenmiştir. Ayrıca bu durum TBY’da AQP-4 ekspresyonunun önemini de vurgulamaktadır.

BACKGROUND Aquaporin-4 (AQP4) is the major water channel in the central nervous system. Brain edema emerges from increased AQP4 expression in traumatic brain injury (TBI). Cell line studies have shown that the protein kinase activator phorbol ester exerts a suppressive effect on AQP4 and water permeability. The aim of this study was to investigate the effects of a phorbol ester, phorbol dibutyrate (PDBu), on increased TBI AQP4 expression and accompanying brain edema. METHODS Fifty-six male Wistar rats were first divided into two groups: the edema group, in which the percentage of water in brain tissue would be evaluated, and the immunohistochemical group, allowing AQP4 expression to be determined. Both groups were further sub-divided into four groups consisting of 7 subjects. These four groups were as follows: sham-operated control group, severe diffuse TBI group, 0.9% saline-treated diffuse TBI group, and the PDBu-treated diffuse TBI group (2300 &micro;g/kg, iv). The results were evaluated statistically. RESULTS PDBu treatment significantly reduced brain water concentration (p&lt;0.001). Furthermore, PDBu was found to reduce trauma-induced AQP4 upregulation (p&lt;0.05). CONCLUSION This study showed that traumatic brain edema was prevented by intravenous PDBu administration via AQP4 downregulation, supporting the idea emphasizing the importance of AQP4 expression control in TBI.