Geri Dön

Investigation of molecular signatures in gene expression profiles of polycythemia vera patients

Polisitemi vera hastalarının gen ifade profillerindeki moleküler imzaların araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 1023358
  2. Yazar: DENİZ KONAK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR PİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Genetik, Biyomühendislik, Genetics, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoinformatik ve Sistem Biyolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Polisitemi Vera (PV), temel olarak JAK2V617F mutasyonu tarafından yönlendirilen, kontrolsüz eritroid proliferasyon ve kan hiperviskozitesi ile karakterize, nadir ve kronik bir miyeloproliferatif neoplazidir. Mutasyon hematopoetik kök hücrelerde ortaya çıkmasına rağmen, bu mutasyonun transkripsiyonel sonuçlarının biyolojik olarak ilk kez hangi farklılaşma basamağında belirgin hale geldiği tam olarak tanımlanmamıştır. Bu çalışmada, PV'nin hematopoetik hücre popülasyonları boyunca moleküler peyzajını sistematik olarak karakterize etmek ve hastalıkla ilişkili transkripsiyonel ayrışmanın en erken evresini belirlemek amacıyla kapsamlı bir entegrasyon stratejisi kullanılmıştır. Bu yaklaşım; scRNA-seq verileri üzerinde diferansiyel gen ekspresyon analizi, CellChat yolak iletişim modellemesi, NicheNet ligand–reseptör etkileşim analizi, psödotime yörünge çıkarımı ve kopya sayısı varyasyonu analizi ile, destekleyici katmanlar olarak yığın transkriptom doğrulaması, mekânsal transkriptomik ve ilaç yeniden hedeflendirme analizlerini içermektedir. Beş bağımsız analitik yaklaşımın tamamında, bazofilik eritroblastlar, JAK2V617F mutasyonunun genomik olarak mevcut fakat transkripsiyonel olarak sessiz bir durumdan; yörüngeyi değiştiren, nişi yeniden şekillendiren ve tedavi yanıtını etkileyen aktif bir hastalığı ilerleten kritik geçiş noktası olarak ortaya çıkmıştır. Diferansiyel gen ekspresyon analizi, bu evrede farklı bir hastalık imzası olduğunu göstermiştir. CellChat analizi, PV koşullarında eritroblast alt tiplerinde CD99, CCL, CDH ve CXCL yolaklarını içeren hastalığa özgü sinyal ağlarının ortaya çıktığını belirlemiştir. NicheNet analizi ise bu evrede TGFβ süperailesi ve kemokin odaklı bir niş yeniden şekillenme ekseninin kurulduğunu doğrulamıştır. Psödotime analizi, bazofilik eritroblastların PV ve sağlıklı kontrol hücreleri arasında koşula bağlı ayrışma gösteren ilk eritroid popülasyonu olduğunu ortaya koymuştur. Buna karşılık, MEP'ler ve proeritroblastlar gibi daha erken progenitörler, mutasyonu taşımalarına rağmen benzer bir ayrışma göstermemiştir. Kopya sayısı varyasyonu analizi, eritroid soy boyunca malignite yüzdelerinde kademeli bir artış olduğunu göstermiştir. Ancak bazofilik eritroblast evresinde oluşan dengesizliğin fenotipik olarak saptanabilir bir hastalık durumuna dönüşebilmesi için, bu popülasyona özgü eş zamanlı transkripsiyonel ve iletişimsel değişikliklere ihtiyaç duyduğu anlaşılmıştır. Murine miyelofibrozis Visium veri seti üzerinde yapılan mekânsal transkriptomik analiz, bağımsız bir dış doğrulama sağlamıştır. Bu analiz, bazofilik eritroblast evresinde tanımlanan temel fibrotik ve hematopoetik genlerin hastalıkla ilişkili kemik iliği nişlerinde ifade edildiğini ve nişe özgü eritroid durumla ilişkili artışlar gösterdiğini ortaya koyarak, bulguların scRNAseq bağlamının ötesinde biyolojik olarak da anlamlı olduğunu desteklemiştir. IF-Alpha tedavisi, en geniş karşı yanıtını tam olarak bu evrede göstermektedir; ancak etkinliği daha ileri eritroid popülasyonlarda belirgin şekilde azalmaktadır. Bu durum, bazofilik eritroblastları PV'de hem başlıca terapötik hedef hem de kırılganlık noktası olarak göstermektedir. Bu bulgular, PV patogenezine yönelik bir çerçeve sunmakta, potansiyel tanısal değeri olan evreye özgü belirteç genleri tanımlamakta ve bazofilik eritroblast evresine yönelik hedefli kombinasyon tedavileri için rasyonel bir temel sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Polycythemia Vera (PV) is a rare, chronic myeloproliferative neoplasm driven primarily by the JAK2V617F mutation, characterized by uncontrolled erythroid proliferation and blood hyperviscosity. Although the mutation arises in hematopoietic stem cells, the differentiation stage at which the mutation first produces biologically meaningful changes in gene expression has remained undefined. To address this, the study integrated several layers of transcriptomic analysis and mapped the molecular changes of PV across hematopoietic cell populations, with the goal of pinpointing the earliest stage of disease associated transcriptional divergence. The core single cell RNA sequencing (scRNA-seq) analyses combined differential gene expression, CellChat pathway communication modeling, NicheNet ligand receptor analysis, pseudotime trajectory inference, and copy number variant analysis. Bulk transcriptome validation, spatial transcriptomics, and drug repurposing analysis provided supporting evidence. All five scRNA-seq analyses converged on a single answer: the basophilic erythroblast is the critical transition point. At this stage, JAK2V617F changes from a mutation that is present in the genome but transcriptionally silent into an active disease driver, one that alters differentiation trajectories, remodels the cellular niche, and responds to treatment. Each layer supported this conclusion. Differential gene expression analysis revealed a qualitatively distinct disease signature at the basophilic erythroblast stage. CellChat analysis showed that disease specific signaling networks, including the CD99, CCL, CDH, and CXCL pathways, appeared only in erythroblast subtypes under PV conditions. NicheNet analysis confirmed that a niche remodeling axis driven by the TGFβ superfamily and chemokines was first established at this stage. Pseudotime trajectory analysis demonstrated that basophilic erythroblasts are the first erythroid population whose developmental trajectory diverges between PV and healthy cells; earlier progenitors such as MEPs and proerythroblasts showed no such divergence, even though they carried the mutation. Copy number variant analysis revealed a progressive rise in malignancy across the erythroid lineage and indicated that the genomic instability present at the basophilic erythroblast stage produces a detectable disease state only when combined with the transcriptional and signaling changes unique to this population. Spatial transcriptomics of a mouse myelofibrosis Visium dataset provided independent external validation: the drug repurposing candidate genes identified at the basophilic erythroblast stage were expressed in disease associated bone marrow niches and were upregulated in those niches under fibrotic conditions, supporting their relevance beyond the scRNA-seq data. IF-Alpha treatment produced its broadest and most mechanistically diverse counter response precisely at this stage, with efficacy dropping sharply in later erythroid populations. Basophilic erythroblasts therefore represent both the principal therapeutic target and the point of greatest vulnerability in PV. Together, these findings provide a framework for understanding PV pathogenesis, identify stage specific marker genes with potential diagnostic value, and offer a rational basis for targeted combination therapies aimed at the basophilic erythroblast stage.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    983124

    Repurposing trifluoperazine in combination with kinase inhibitors for glioblastoma therapy: insights from in vitro and larval zebrafish in vivo models

    Glioblastoma tedavisi için kinaz inhibitörleriyle kombine trifluoperazinin yeniden amaçlandırılması: ın vitro ve larval zebra balığı ın vivo modellerinden bulgular

    RANA ACAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI

  2. Tez No

    1005315

    İnflamatuvar Bağırsak Hastalığı'nda immün modülatör genleri düzenleyen mikroRNA'lar ve hedeflediği genlerin ekspresyon düzeylerinin incelenmesi

    Investigation of expression levels of microRNAs that regulate immune modulatory genes and their targeted genes in Inflammatory Bowel Disease

    EZGİ ÇOKAKLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Moleküler TıpMersin Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZLEM İZCİ AY

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZUHAL MERT ALTINTAŞ

  3. Tez No

    947860

    Machine learning and systems biology-based approaches for identification of key biomolecules in liver diseases

    Karaciğer hastalıklarında anahtar biyomoleküllerin tanımlanması için makine öğrenmesi ve sistem biyolojisi temelli yaklaşımlar

    BETÜL CÖMERTPAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    BiyomühendislikAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA GÖV

  4. Tez No

    409543

    Akciğer adenokarsinomlarının etiyolojisinde apobec gen ailesinin rolünün araştırılması

    The investigation of role of apobec gene family on lung adenocarcinoma etiology

    MUHAMMET ENSAR DOĞAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    GenetikErciyes Üniversitesi

    Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUNİS DÜNDAR

  5. Tez No

    1000293

    Gastrik karsinomlarda ARID1A mutasyonlarının PI3K sinyal iletim yolağıyla ilişkilerinin araştırılması

    Investigation of the relationship between ARID1A mutations and PI3K signaling pathway in gastric carcinomas

    TULUYHAN YAVUZ ALTINTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Tıbbi BiyolojiPamukkale Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAVUZ DODURGA

Geri Dön