An Experimental Study of Radiation Effect on Normal Tissue: Analysis of HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, and TSP-1 ExpressionCaner Aktaş1, Cengiz Kurtman2, M. Kemal Özbilgin3, İbrahim Tek4, Selami Koçak Toprak51Bülent Ecevit University School Of Medicine, Department Of Radiation Oncology, Zonguldak, Turkey
2Ankara University School Of Medicine, Department Of Radiation Oncology, Ankara, Turkey
3Celal Bayar University School Of Medicine, Department Of Histology And Embryology, Manisa, Turkey
4Medicana International Hospital, Department Of Medical Oncology, Ankara, Turkey
5Başkent University School Of Medicine, Department Of Hematology, Ankara, Turkey
OBJECTIVE: This study investigated whether or not the stress and hypoxia, which are the effects of radiation on normal vascular endothelium, leading to the release of HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, and TSP-1 were related and the possibility of them stimulating angiogenesis.
METHODS: Twenty-four male Swiss Albino mice were separated into 4 groups. The first group was the control group (Group 1), and the second, third, and fourth groups were euthanized after 24 h (Group 2), 48 h (Group 3), and 7 days (Group 4), respectively. A single-fractioned 10 Gy of ionizing radiation was applied to all mice’s pelvic zone with Co-60. Bladders were removed completely from the pelvic region. Immunohistochemistry and light microscopy were used to investigate whether there would be an increase or not in the angiogenesis pathway by using the HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, and TSP-1 antibodies.
RESULTS: The HIF-1α antibody showed strong staining in Group 3, while the staining intensity was less in other groups. VEGF showed weak staining in Groups 1 and 4, while moderate staining in Group 2 and strong staining in Group 3 was observed. eIF2 showed strong staining in Groups 1 and 4. Groups 2 and 3 were stained weakly. In the present study, staining with TSP-1 was very strong in the samples belonging to Group 1, while other groups showed very weak staining.
CONCLUSION: When normal tissue was exposed to radiation, the positively effective factors (HIF-1, VEGF, eIF2, and TIA- 1) on the angiogenesis pathway were increased while the negative factor (TSP-1) was decreased. Radiation may initiate physiological angiogenesis in the normal tissue and accelerate healing in the damaged normal tissue.
Keywords: Angiogenesis, Radiation, Cancer and normal tissue, Vascular endothelium, HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, TSP-1
Radyasyonun Normal Doku Üzerine Etkisiyle Alakalı Deneysel Bir Çalışma: HIF-1 alfa, VEGF, eIF2, TIA-1 ve TSP-1 Ekspresyonlarının AnaliziCaner Aktaş1, Cengiz Kurtman2, M. Kemal Özbilgin3, İbrahim Tek4, Selami Koçak Toprak51Bülent Ecevit Üniversitesi Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı, Zonguldak, Türkiye
2Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye
3Celal Bayar Üniversitesi Tıp Fakültesi, Histoloji Ve Embriyoloji Anabilim Dalı, Manisa, Türkiye
4Medicana International Hastanesi, Tıbbi Onkoloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye
5Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi, Hematoloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye
AMAÇ: Çalışmada, radyasyonun normal vasküler endotelde oluşturduğu stres ve hipoksiye bağlı olarak HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1 ve TSP-1 ekspresyonu ile bunların aralarında ilişki olup olmadığı ve bu ekspresyonlar neticesinde anjiojenezin uyarılabileceği hipotezi araştırılmıştır.
YÖNTEMLER: Bu amaç ile 24 adet erkek Swiss albino fare, kontrol grubu (1. Grup) ve sırasıyla 24 saat (2. Grup), 48 saat (3. Grup) ve 7. Günde (4. Grup) ötanazi uygulanmak üzere 4 gruba ayrıldı. Co-60 cihazı ile pelvis bölgesine tek fraksiyonda 10 Gy iyonize radyasyon uygulandı. İmmünhistokimyasal metod ve ışık mikroskobu yöntemi ile HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1 ve TSP-1 antikorları kullanılarak mesane damar endotelinde anjiojenez yolunda yer alan faktörlerin ekspresyonları değerlendirildi.
BULGULAR: Çalışmamızda iyonize radyasyon ile mesane damar endotelinde HIF-1α antikoru ile 3. grupta kuvvetli boyanma izlenirken diğer grupların boyanma şiddeti daha az idi. VEGF incelendiğinde, 1. ve 4. grupta zayıf boyanma izlenirken, 2. grupta orta derecede, 3.grupta ise kuvvetli boyanma izlendi. eIF2, 1. ve 4. grupta kuvvetli boyanma göstermiş, 2. ve 3. grupta ise zayıf boyanmıştı. TIA-1 ile yapılan değerlendirmede ise 1. grupta zayıf boyanma özellikleri gözlenirken, 2. ve 4. grup orta derecede, 3. grupta ise oldukça kuvvetli boyanma izlendi. Çalışmamızda TSP-1 ile boyanma 1. grup örneklerde oldukça kuvvetli gözlenirken, diğer gruplarda boyanma özellikleri oldukça zayıf izlendi.
SONUÇ: Radyasyon uygulaması ile normal dokuda anjiojenez yolundaki pozitif etkili faktörlerin (HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA- 1) arttığı görülürken, negatif etkili faktörün (TSP-1) düştüğü belirlendi. Bu sonuç ile radyasyona yanıt olarak normal dokuda fizyolojik anjiojenezin başlatılarak doku iyileşmesinin hızlandırılmaya çalışıldığı düşünülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Anjiojenez, Radyasyon, Kanser ve normal doku, Vasküler Endotel, HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, TSP-1
Caner Aktaş, Cengiz Kurtman, M. Kemal Özbilgin, İbrahim Tek, Selami Koçak Toprak. An Experimental Study of Radiation Effect on Normal Tissue: Analysis of HIF-1α, VEGF, eIF2, TIA-1, and TSP-1 Expression. Turk J Hematol. 2013; 30(4): 371-378
Corresponding Author: Selami Koçak Toprak, Türkiye |
|