Investigation of the Effects of the Histone Acetylation on Microglial Antigen Presentation in the Alpha Synuclein-induced in Vitro Model of the Parkinson's Disease

Abstract

Parkinson hastalığı (PH), çeşitli genetik ve epigenetik faktörlerden etkilenen kronik bir nörodejeneratif hastalıktır. Epigenetik faktörler bağlamında, histon asetilasyonu, Parkinson hastalığının ilerlemesi ile ilişkili mekanizmalardan biridir. Bu çalışmanın amacı, α-sinüklein ile mikroglial hücreleri indükledikten sonra farmakolojik ajanlar ile histon asetilasyon artışının antijen sunumuna etkilerini araştırmaktır. In vitro Parkinson hastalığı modeli BV-2 mikroglial hücre hattına α-sinüklein uygulaması ile oluşturuldu. Histon asetilasyonunu arttırmak için BV-2 hücrelerine α-sinüklein varlığında CUDC-907 ve TMP-195 uygulandı. Antijen sunumu majör doku uygunluk kompleksi-II (MHC-II) ve sınıf-II majör doku uygunluk kompleksi aktivatörü (CIITA) ekspresyon seviyelerinin ölçülmesiyle değerlendirildi. Deney sonuçları, α-sinüklein'in MHC-II ekspresyonunu anlamlı olarak artırdığını ve bu etkinin α-sinüklein'in 6 saat uygulamasında en şiddetli olduğunu gösterdi. CUDC-907 ve TMP-195'in α-sinüklein ile birlikte uygulanmasında MHC-II seviyelerinin anlamlı olarak arttığı ve bu artışın CUDC-907'de daha şiddetli olduğu görüldü. Buna ek olarak α-sinüklein uygulamasına bağlı CIITA ekspresyonun MHC-II'ye benzer şekilde kontrole kıyaslandığında anlamlı olarak arttığı görüldü. Bu artışın MHC-II ekspresyonunda olduğu gibi CUDC-907 ve TMP-195 uygulamasıyla arttığı ve bu artışın CUDC-907'de daha şiddetli olduğu görüldü. MHC-II ve CIITA ekspresyonundaki bu değişiklikler histon asetilasyonun α-sinüklein veya CUDC-907 ve TMP-195 gibi histon deasetilaz inhibitörleriyle (HDAi) seviyelerinin artması sonucu mikroglial hücrelerin antijen sunum özelliklerinin artırdığını göstermektedir. Bu sonuçlar mikroglial antijen sunumunun Parkinson hastalığı patolojisinde önemli role sahip olduğunu ve α-sinüklein'in bu mekanizmada rol aldığını göstermektedir.

Parkinson's disease (PD) is a chronic neurodegenerative disorder that is affected by several genetic and epigenetic factors. In the context of epigenetic factors, histone acetylation is one of the most associated mechanisms with the progression of Parkinson's disease. The main aim of this study to investigate the effects of the increase of histone acetylation with pharmacological agents on antigen presentation, after the inducing microglial cells with α-synuclein. In vitro Parkinson's disease model was created with α-synuclein application to BV-2 microglial cell line. BV-2 cells were co-treated with CUDC-907 and TMP-195 for increasing histone acetylation in the presence of α-synuclein. Antigen representation was evaluated with determining expression levels of major histocompatibility complex-II (MHC-II)) and class-II major histocompatibility complex (CIITA). The experimental results showed that α-synuclein significantly increased MHC-II expression, and this effect was most severe at 6 hours administration of α-synuclein. When CUDC-907 and TMP-195 were administered together with α-synuclein, it was observed that MHC-II levels increased significantly and that increase was more severe in CUDC-907. In addition, CIITA expression levels were significantly increased with α-synuclein administration compared to control which were consistent with MHC-II expression levels. It was observed that increase in the CIITA expression levels was intensified with the administration of CUDC-907 and TMP-195 with α-synuclein, and that in line with MHC-II expression results and that increase was more severe in CUDC-907. These changes in MHC-II and CIITA expression indicate that histone acetylation increases the antigen presentation properties of microglial cells as a result of α-synuclein or histone deacetylase inhibitor (HDAi) administration. Our results show that microglial antigen presentation has an important role in the pathology of Parkinson's disease and α-synuclein plays a primary role in this mechanism.