Effect of mefenamic acid on some of the base excision repair enzymes against D-serine-induced neurotoxicity

Abstract

N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) overactivation leads to free radical production, protein degradation, lipid peroxidation and DNA damage. Recently, nonsteroidal antiinflammatory drugs (NSAIDs) are suggested to be good candidates for the treatment of neurological insults. In this study, we aimed to evaluate the effect of mefenamic acid on 8-OHdG levels, the expression of poly(ADP ribose) polymerase-1 (PARP-1) and base excision repair (BER) enzymes; 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 (OGG1), apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1) against D-serine. Adult Sprague-Dawley rats were divided into four groups: (i) the control (n=6); (ii) D-serine (n=6); (iii) Mefenamic acid (n=6); (iv) D-serine+Mefenamic acid (n=6). Rats were decapitated 6 hours after the injections. The mRNA and protein expression levels were determined by real-time PCR and western blot techniques, respectively. D-serine increased APE1 mRNA, PARP-1 mRNA and 8-OHdG levels. APE1 and PARP-1 genes were significantly upregulated by mefenamic acid. Protein expression profiles were also consistent with mRNA levels. However neither mRNA nor protein levels of OGG1 were affected by D-serine or mefenamic acid. Our results suggest that NMDA/D-serine signaling triggers DNA repair mechanisms and oxidative DNA damage simultaneously. We may conclude that mefenamic acid have a potential neuroprotective effect and assist to repair NMDAR-mediated DNA damage via modulating DNA repair mechanisms.

N-metil-D-aspartat reseptör (NMDAR) aktivasyonu serbest radikal üretimi, protein degredasyonu, lipid peroksidasyonu ve DNA hasarına yol açar. Son yıllarda, nonsteroidal antiinflamatuar ilaçlar (NSAID) nörolojik bozuklukların tedavisinde iyi bir aday olarak gösterilmektedir. Bu çalışmadaki amacımız; baz eksizyon tamir enzimleri [8-oksoguanin DNA glikozilaz 1 (OGG1) ve apürinik/apirimidinik endonükleaz 1 (APE1)], poli ADP riboz polimeraz-1 (PARP-1) ve 8OHdG düzeyleri üzerinden D-serine karşı mefenamik asitin etkisini değerlendirmektir. Yetişkin Sprague-Dawley sıçanlar 4 gruba ayrıldı: (i) kontrol (n=6); (ii) Dserin (n=6); (iii) Mefenamik asit (n=6); (iv) D-serin+Mefenamik asit (n=6). Sıçanlar enjeksiyondan 6 saat sonra dekapite edildi. mRNA ve protein ekspresyon seviyeleri sırasıyla gerçek zamanlı PZR ve western blot teknikleriyle belirlendi. D-serin uygulaması sonucunda APE1 mRNA, PARP-1 mRNA ve 8-OHdG seviyelerinin arttığı saptanmıştır. APE1 ve PARP-1 genleri mefenamik asit uygulamasıyla anlamlı şekilde artmıştır. Bu enzimlerin protein ekspresyon düzeyleri de ölçülen mRNA düzeyleriyle tutarlıdır. Diğer taraftan, OGG1 mRNA ve protein düzeyleri mefenamik asit veya D-serin uygulamasından etkilenmemiştir. Elde edilen sonuçlar, NMDA/D-serin sinyalizasyonunun DNA tamir mekanizmaları ile oksidatif DNA hasarını simültane olarak tetiklediği düşüncesini desteklemektedir. Bu sonuçlara dayanarak, mefenamik asitin potansiyel nöroprotektif etkiye sahip olduğu ve DNA tamir mekanizmalarını düzenleme yoluyla NMDAR bağımlı DNA hasarını tamir etmeye yardımcı olduğu sonucuna varılabilir.