Investigating the role of pericytes in multiple sclerosis by inducing experimental autoimmune encephalomyelitis in genetically modified mouse models
Transgenik farelerde deneysel alerjik ensefalomiyelitis modeli kullanılarak multipl skleroz hastalığında perisitlerin rolünün incelenmesi
- Tez No: 704012
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN ÖZDEMİR, DOÇ. DR. ATAY VURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Moleküler Tıp, Nöroloji, Tıbbi Biyoloji, Molecular Medicine, Neurology, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Sinirbilim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Giriş: Perisitler, endotel hücrelerinin abluminal tarafında yer alan mural hücrelerdir. Bu hücreler kan-beyin bariyeri (KBB) oluşumunda ve santral sinir sistemi (SSS) bağışıklık homeostazını sağlamada önemli rollere sahiptirler. Son yıllarda, perisit hücre kültürleriyle ve iyi karakterize edilmiş perisit ablete fare modelleyle yapılan çalışmalar, perisitlerin ayrıca immünomodülatör fonksiyonlara sahip olduğunu göstermektedir. Fakat, bu çalışmalarda kullanılan hayvanlar doğuştan perisit eksikliği olan fare modelleridir ve zaten yetersiz bir BBB oluşumuna ve bozulmuş bir mikrovaskülatür morfolojiye sahiptirler. Ayrıca, gelişmekte olan farelerde perisitlerin kısmi ablasyonu, hem normal fizyolojik durumda hem de patolojik koşullarda lökositlerin SSS'e infiltrasyonunun artmasına neden olduğu bilinmektedir. Bu anormallikler, nöroinflamatuar hastalıklarda perisit fonksiyonuyla ilgili gerçek bulguları gölgeyleyebilir. Bu nedenle, mevcut perisit eksikliği modellerini kullanarak perisitlerin nöroinflamatuar rollerini incelemek, bulgular hakkında güvenli sonuçlar çıkarma konusunda yetersiz kalmaktadır. En yaygın nöroinflamatuar CNS hastalığı Multipl Skleroz'dur (MS). MS hastalığı periferik inflamatuar hücrelerin KBB'nin açılmasından sonra beyne sızdığı ve miyelin kılıflarının, oligodendrositlerin ve altta yatan sinir liflerinin dejenerasyonuna neden olduğu bir otoimmünite hastalığıdır. Başlangıçta bu bağışıklık hücrelerinin CNS parankimine olağandışı geçişine neden olan hücreler henüz net olarak tanımlanmamıştır. Bunun yanı sıra, hastalığın patogenezi sırasında meydana gelen olaylar dizisi de bilinmemektedir. Amaç: Bu çalışmada, ilk olarak, normal gelişmiş vasküler yapıya ve sağlıklı KBB'ye sahip yetişkin farelerde tamoksifen ile indüklenebilir bir perisit ablasyon modeli oluşturmayı ve karakterize etmeyi amaçladık. İkinci olarak, en sık kullanılan MS benzeri nöroinflamasyon modeli olan deneysel alerjik ensefalomiyelit (DAE) modeli aracılığıyla perisit yokluğunun MS patogenezine etkilerini araştırdık. Yöntem: Indüklenebilir perisit ablasyon modelimizi oluşturmak için PDGFRβ-PA2-CreER+/- fareler (JAX Laboratories, 030201) ile Rosa26-DTA176+/+ fareler (JAX Laboratories, 010527) çaprazlandı. Bu çiftleşme sonucu elde edilen 9-10 haftalık yavrular genotiplendikten sonra, Pdgfrβ-positive perisitlerinde difteri toksin ifadesini indüklemek için iki (2X), üç (3X) veya beş (5X) ardışık gün boyunca intraperitonel yolla 100 mg/kg tamoksifen enjeksiyonları yapıldı. PDGFRβ-Cre+/DTA176+ (Cre-pozitif) fareler perisit ablasyon grubu olarak ve PDGFRβ-Cre-/DTA176+ (Cre-negatif) fareler kontrol olarak karakterize edildi. Modelimizi karakterize etmek için, her iki grubun beyin ve omurilik dokularında endotel üzerindeki perisit kaplama alanı, PDGFRβ gen ifade seviyesi ve damar ilişkili değişiklikler incelendi. İncelemeler için sırasıyla immünohistokimya, kantitatif PCR ve AngioTool 1 yazılımı kullanıldı. Analizler kısa dönem (15 gün) ve uzun dönem (60 gün) için ayrı ayrı yapıldı. Ek olarak, uzamsal tanıma belleği (Y-labirent performansı) ve lokomotor aktivite (Kavrama Kuvveti Testi) davranış testleri yapıldı. Karakterizasyon deneylerinin sonuçlarına göre, sonraki DAE deneyleri için iki ardışık gün TAM enjeksiyonu (2X TAM) ile indüklenen perisit ablasyon grubu seçildi. DAE modeli, TAM enjeksiyonlarından 15 gün sonra MOG35-55 DAE kiti (Hooke Labs, EK2110) ile başlatıldı. DAE deneylerinde perisit ablasyonu kontrolü olarak kontrolleri olarak Cre-negatif ve yabanıl tip C57BL/6 fareleri kullanıldı ve sonuçlar tartışılırken iki grup birlikte“yabanıl tip fareler”olarak değerlendirildi. DAE deneyleri başlatıldıktan sonra, ağırlık ve klinik semptom varyasyonları 28 gün boyunca izlendi. İstatistiksel analiz, 2-yönlü ANOVA tekrarlanan ölçümler çoklu karşılaştırma testi ile yapıldı. Bulgular: Perisit endotel kaplama alanında cortekste %75 (+-SEM=0.9192) (p
Özet (Çeviri)
Background: Pericytes are mural cells positioned on the abluminal side of endothelial cells. They have crucial roles in blood-brain-barrier (BBB) maturation and maintaining immune homeostasis in the central nervous system (CNS). Recent studies of pericyte cell cultures and well-characterized pericyte deficiency mouse models suggest that pericytes also have immunomodulatory functions. However, the animals used in these studies are inborn pericyte-deficient mouse models that already have a deficient BBB formation and a disrupted microvasculature morphology. Furthermore, partial ablation of pericytes in developing mice leads to increased infiltration of leukocytes to the CNS in later life, both in steady-state and pathological conditions. These abnormalities might confound the actual findings related to the pericyte function in neuroinflammatory diseases. Therefore, studying the neuroinflammatory roles of pericytes by using the existing pericyte deficiency models is incompetent in making confident conclusions about the findings. The most ubiquitous neuroinflammatory CNS disease is Multiple Sclerosis (MS). It is a disease of autoimmunity in which the peripheral inflammatory cells infiltrate the brain after the opening of BBB, resulting in the degeneration of myelin sheaths, oligodendrocytes, and underlying nerve fibers. The players initially causing the preternatural passage of these immune cells to the CNS parenchyma are not clearly defined yet. Besides, the line of events happening during the pathogenesis of the disease is also not well-known. Aim: In this study, we first aimed to generate and characterize a tamoxifen-inducible pericyte ablation model in adult mice that have a properly developed vasculature and mature BBB. Secondly, we sought to investigate the effect of pericyte loss in MS pathogenesis through the most frequently used model of MS-like neuroinflammation, the experimental allergic encephalomyelitis (EAE) model. Methods: To create our inducible pericyte ablation model, PDGFRβ-PA2-CreER+/- mice (JAX Mice, 030201) were crossed with Rosa26-DTA176+/+ mice (JAX Mice, 010527). After genotyping, 9-10 weeks old progeny was intraperitoneally injected with 100 mg/kg tamoxifen for two (2X), three (3X), or five (5X) consecutive days to induce the expression of diphtheria toxin in Pdgfrβ-positive pericytes. PDGFRβ-Cre+/DTA176+ (Cre-positive) mice were characterized as pericyte ablation group, and PDGFRβ-Cre-/DTA176+ (Cre-negative) mice were used as controls. To characterize our model, the level of pericyte coverage, Pdgfrβ gene expression, and vasculature changes were examined in the brain and spinal cord tissues of both groups. To do so, immunohistochemistry, quantitative PCR, and AngioTool software were used, respectively. The analyses were separately done for the short-term (15 days) and long-term (60 days). Additionally, behavioral tests of spatial recognition memory (Y-maze performance) and locomotor activity (Grip Strength Test) were run. According to the results of the characterization experiments, the pericyte ablation group that was administered with two consecutive days of TAM injections (2X TAM) was selected for further EAE experiments. EAE was induced by MOG35-55 EAE kit (Hooke Labs, EK2110) 15 days after TAM injections. Cre-negative and wild-type C57BL/6 mice were used as pericyte ablation controls for EAE experiments, and they together were considered as“wild-type mice”when discussing the results. After EAE induction, weight and clinical symptom variations were monitored and scored for 28 days. Statistical analysis was done by repeated-measures 2-way ANOVA multiple comparison test. Results: There was a 75% (+-SEM=0.9192) decrease in pericyte coverage of the cortex (p
Benzer Tezler
- Multipl skleroz hastalarında klinik seyir ile perisit fonksiyonlarının ilişkisinin araştırılması
The investigation of the relationship between clinical pattern and peristic functions in multiple sklerosis patients
TUBA TANYEL KİREMİTÇİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2017
NörolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiNöroloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECAİ TÜRKOĞLU
- Isolation and characterization of primary human brain mural cells
Primer insan beyni mural hücrelerinin izolasyonu ve karakterizasyonu
GÖKÇE GÖKMENOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATAY VURAL
- İskemi ve reperfüzyon sonrasi erken dönemde kan beyin bariyerinin zedelenmesinde nitratif ve oksidatif mekanizmalarin farede kranial pencere ve izole retina modellerinde incelenmesi
Effects of nitrative/oxidative stress mechanisms on early blood brain barrier injury after ischemia/ reperfusion studied by cranial window and isolated retina models
ATAY VURAL
Doktora
Türkçe
2010
NörolojiHacettepe ÜniversitesiTemel Nörolojik Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN GÜRSOY ÖZDEMİR
- Östrojenin antiosteoporotik etki mekanizmasında perisitlerin rolünün overektomili sıçanlarda araştırılması
Investigation of the role of pericytes in the antiosteoporotic effect mechanism of estrogen in ovarectomised rats
HAMZA HALICI
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiAtatürk ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ÇADIRCI
- AOC3'ün inflamatuar ve neoplastik kolon hastalıklarındaki rolünün araştırılması
Investigation of the role of AOC3 in inflammatory and neoplastic colon diseases
ÖZGE ÖZCAN