The association of parkinson's disease with dna topoisomerase IIβ in neural-differentiated SH-SY5Y cell line
Parkinson hastalığı ile nöral farklılaşmış SH-SY5Y hücre hattında dna topoizomeraz IIβ ilişkisinin araştırılması
- Tez No: 424380
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEVİM IŞIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Nöroloji, Biology, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
DNA topoizomeraz enzimi DNA'nın çift sarmal yapısındaki topolojik problemleri ortadan kaldırmakta önemlli role sahiptir ve DNA replikasyonu, transkripsiyon, rekombinasyon, kromozom yoğunlaşması ve ayrılması, DNA tamiri gibi çeşitli genetik olaylarda gereklidir. Memeli hücrelerinde DNA topoizomeraz II (topo II)'nin iki izoformu bulunmaktadır; topo IIα ve topo IIβ. Topo IIα mitotik süreçlerde görev alır ve dolayısıyla çoğalan hücrelerde bulunur. Topo IIβ ise bütün dokularda, özellikle farklılaşmış dokularda bulunur ve bazı nöronal genlerin transkripsiyonlarının başlamasını kontrol eder. Topo IIβ aktivitesinin in vivo ve in vitro ortamda baskılanması nöron hücrelerinde akson uzunluğunun daha kısa gelişmesine ve DNA hasarında artışa sebep olmaktadır. Bu bulgular topo IIβ'nın aksonogenezde ne kadar önemli bir rolü olduğunu göstermektedir. Aktif nöral bağlantıların kaybı ve akson dejenerasyonu, nörodejeneratif hastalıklarda görülen ortak özelliklerdir. Amiloid-β peptitleri ve nörofibriler tau yumakları ile karakterize edilen Alzheimer hastalığından sonra en sık görülen nörodejeneratif hastalık Parkinson hastalığıdır. Bu hastalıkta da akson dejenerasyonun yanı sıra hücre içerisinde görülen α-synuclein protein birikintilerinden oluşan Lewy cisimcikleri ile karakterizasyon yapılır. Grubumuzun geçmiş çalışmalarında, topo IIβ susturulmuş mezenkimal kök hücrelerde indüklenmiş nöral farklılaşma yapıldıktan sonra nörodejeneratif hastalıklarla alakalı genlerde artış gözlemlendi. Sıçan primer serebellar nöron kültüründe oluşturulan Alzheimer modelinde de, Alzheimer sonrası topo IIβ'nın ifade düzeyinde azalma olduğu görülmüştür. Bu azalmanın bütün nörodejeneratif hastalıklarda görülen bir durum olup olmadığını araştırma amacıyla, bu çalışma Parkinson modeli üzerinde gerçekleştirilecektir. Bu çalışmadaki amaç, topo IIβ'nın ifade düzeyi ile Parkinson hastalığının ilişkilendirildirilmesidir. Parkinson modeli SH-SY5Y nöroblastoma hücre hattında oluşturulmuştur. Hücrelerde retinoik asit (RA) ve BDNF (insan beyin kaynaklı nörotrofik faktörü) ile indüklenmiş nöral farklılaşma yapılmıştır. Farklılaşma süreci gerçek zamanlı hücre analizi ile takip edilmiştir. Nörit ve akson uzaması, nöron hücrelerine özel belirteçler (MAP-2, tau, NF, vb.) ile belirlenmiştir. Nöral farklılaşma sonrası, Parkinson modeli oluşturmak için MPP+ kullanılmıştır. Parkinson'un varlığı α-synuclein proteininin immunofloresan boyama tekniği ile teyid edilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlar, kontrol grubuna göre Parkinson grubu hücrelerde topo IIβ ifadesinde mRNA ve protein düzeyinde azalma olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, bu çalışmada topo IIβ ve Parkinson hastalığı arasındaki alaka gösterilmiştir. Parkinson hastalığının tedavisine katkı sağlamak için, in vivo çalışmaların yapılıp, topo IIβ ve hücredeki aksonal dejenerasyon, dopaminerjik hücre ölümü, mitokondrial stress gibi hücresel olayların mekanizmasını anlamak gerekir.
Özet (Çeviri)
DNA topoisomerases have an important role in solving topological problems in the double helix, and are essential for DNA replication, transcription, recombination and chromosome condensation and segregation. There are two isoforms of DNA topoisomerase II (topo II) in mammalian cells; topo IIα and topo IIβ. Topo IIα is mainly involved in mitotic processes and is found in proliferating cells. Topo IIβ, on the other hand, is found in all tissues including terminally differentiated ones and is involved in the transcriptional initiation of some neuronal genes. Inhibition of topo IIβ activity both in vivo and in vitro results in shorter axon length and increase in DNA damage. These findings indicate the important role of topo IIβ in axonogenesis. The loss of active neuronal connections and axon degeneration is common to all neurodegenerative diseases. Parkinson's disease is the second most common disease after Alzheimer that is characterized by amyloid-β peptides and neurofibrillary tau tangles aggregation. In addition to axon degeneration, Parkinson's is characterized by the formation of intracellular Lewy bodies consisting of α-synuclein protein. According to our group's previous studies, topo IIβ silenced neural differentiated mesenchymal stem cells demonstrated upregulated genes related to neurodegenerative diseases. Also, topo IIβ gene expression level has diminished in Alzheimer model using rat primary cerebellar neuron culture. In order to investigate whether this decrease in the gene expression applies to all neurodegenerative diseases, this study will be carried out on Parkinson's disease model. The aim of this study is to find out an association between topo IIβ expression and Parkinson's disease. Parkinson model was made using SH-SY5Y neuroblastoma cell line. Cells were induced with retinoic acid (RA) and BDNF (brain-derived neurotrophic factor) for neural differentiation. Neurite and axon growth was observed using immunofluorescence staining with neural markers such as MAP-2, NF and tau. Parkinson model was established using the neurotoxin, MPP+. Parkinson model was confirmed with the immunofluorescence staining of α-synuclein protein. Our results showed that topo IIβ expression decreased significantly in Parkinson model compared to control at mRNA and protein levels. In conclusion, involvement of topo IIβ has been demonstrated in Parkinson's disease in this study. In order to contribute to the treatment of Parkinson's disease, further in vivo research should be carried out to understand the mechanisms related to topo IIβ and cellular damages such as axonal degeneration, dopaminergic cell death and mitochondrial stress.
Benzer Tezler
- Parkinson hastalığında GRIN2B gen polimorfizmlerinin dürtü kontrol bozukluğu ile ilişkisi
Association of impulse control disorder with GRIN2B gene polymorphisims in Parkinson's patients
GHAZAL MEMARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
GenetikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EBRU ERZURUMLUOĞLU GÖKALP
- Targeted next-generation sequencing of base excision repair genes for late-onset alzheimer's and parkinson disease's risk
Geç başlangıçlı alzheimer ve parkinson hastalığı riski için baz eksizyon tamir genlerinin hedeflenmiş yeni nesil dizilemesi
TUĞÇE ERTÜZÜN
Doktora
İngilizce
2020
GenetikAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiMedikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM MÜFTÜOĞLU
- Sporadik parkinson hastalığında VDR gen polimorfizmlerinin araştırılması
Investigation of VDR gene polymorphisms in sporadic parkinson disease
AYSAN AFAGH
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
GenetikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ÇİLİNGİR
- Molecular analysis of frontotemporal dementia, progressive supranuclear palsy and Parkinson's disease models for two major classes of neurodegenerative disease: Tauopathies and alfa-synucleinopathies
Frontotemporal demans, progressif supranükleer palsi ve parkinson hastalığının moleküler analizi nörodejeneratif hastalıkların başlıca iki sınıfı için modeller: Tauopatiler ve alfa-sinükleinopatiler
MEHMET OZANSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NAZLI BAŞAK
- Tip60 geninin demir metabolizmasının düzenlenmesindeki rolünün fare karaciğer dokusunda araştırılması
Investigation of the role of Tip60 gene in the regulation of iron metabolism in mouse liver
NURDAN GÖNÜL
Doktora
Türkçe
2018
BiyokimyaAtatürk ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN BUDAK