Characterization of enteric nervous system response to disease conditions in intestine
Enterik sinir sisteminin bağırsakta hastalık durumlarına cevabının karakterizasyonu
- Tez No: 709561
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR DEĞİRMENCİ UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Bağırsak, enterik sinir sistemi, ACOT7, kök hücre, sinir ve glia hücreleri, primer silya, obezite, kolit, Intestine, enteric nervous system, ACOT7, stem cell, neuron and glial cells, primary cilia, obesity, colitis
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
İnce bağırsak, gıdaların, amino asitlerin emiliminden sorumlu olan ve mikrobiyal istilaya karşı bariyer oluşturan sindirim sistemindeki hayati organlardan biridir. Bunun yanı sıra kalın bağırsak başlıca su ve mineral emiliminde rol oynar. Bağırsak epiteli yüksek oranda yenilenebilen bir doku olup, tüm hücrelerini 4-5 günlük bir süreçte yenileyebilir. Özdenge durumunda, epitel dokudaki hücrelerin yenilenme ve ölme oranları sabitken; bağırsakta iltihap oluşumu ve hastalık durumlarında, hücre bölünme ve yenilenme hızı zarar görmüş dokuyu onarmak amacıyla artmaktadır. Primer silya mikrotübül temelli bir organel olup hücre zarından dışarı doğru uzantılar oluşturmaktadır. Çevresel sinyallerin algılanmasında görev alır. En çok çalışılan hastalıklardan biri olan Ülseratif Kolit, kalın bağırsağın epitel dokusunun enflamasyonu ile tanımlanır ve DSS kimyasalı ile fare modelinde oluşturulur. Bununla beraber, yüksek yağlı beslenmeyle oluşturulan obezite bir metabolik hastalık modeli olarak kullanılmakla beraber bağırsak kök hücrelerinin aktivitesinin yüksek yağ oranından etkilendiği gösterilmiştir. Bu etki bağırsak boyunda kısalma ve dokunun ağırlığının azalması şeklinde gözlemlenmiştir. Enterik sinir sistemi sindirim sistemini saran endojen bir sinir sistem ağı olup, sindirim, kan akışı ve bağırsak hareketliliği gibi birçok hayati fonksiyonu kontrol eder. Bu araştırmanın birincil amacı kök hücre nişinin belirtilen hastalık durumlarındaki reaksiyonunu ortaya koymaktır. ACOT7 proteinini miyenterik pleksus ve submukozal pleksuslardan oluşan enterik sinir sisteminin evrensel bir belirteci olarak saptadıktan sonra hipotezimiz enterik sinir sistemi hücrelerinin alt popülasyonlarının hastalık durumunda bağırsak nişi ile bağlantısı olduğu yönünde şekillendirildi. Bunu takip eden amacımız enterik sinir sistemi alt hücrelerini ve primer silya yapılarına sahip hücreleri tanımlamaktır. Hipotezimizi incelemek için immünohistokimya deneyleri ve konfokal mikroskop analizleri gerçekleştirilmiştir. Böylelikle, enterik sinir sistemindeki ACOT7 pozitif hücreler başlıca belirgin sinir hücre popülasyonlarını içermekte ve bu hücreler HuCD ve PHOX2B proteinlerini pozitif olarak göstermektedir. Ek olarak, obezite ve kolit hastalık modellerinde enterik sinir sisteminin alt gurubu glia hücreleri ekspresyon davranışları değişen ana hücre gurubu olarak belirlenmiştir. Ayrıca heterojen bir popülasyon olarak primer silya içeren hücrelerin enterik sinir sistemindeki ve mezenkimal dokudaki hücrelerle beraber bulunduğu gözlemlenmiştir. Son olarak, bağırsak-beyin ekseninin DSS ile indüklenmiş kolit modeline cevap vereceği tepkiyi bu modeldeki hayvanların beyinlerindeki özellikle talamus ve insular korteks bölgelerinde inceledik. Bazı talamus bölgelerinin kalın bağırsakta gözlemlenen ekspresyon değişimlerine benzer davranışlar gösterdiğini tespit ettik. Sonuç olarak, bu çalışmanın özgünlüğü ACOT7 proteininin enterik sinir sistemi belirteci olarak tespit edilmesinden ve glia hücrelerinin mezenkimal hücre alt popülasyonlarıyla etkileşiminin ince bağırsak ve kolon hastalık modellerinde gösterilmesinden kaynaklanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Small intestine is one of the vital organs in gastrointestinal tract that is responsible for absorption of food, amino acids and create barrier against microbial invasion. Whereas large bowel is involved in the reabsorption of water and minerals. Intestinal epithelium is a highly regenerative tissue that it can renew its cells in a span of 4-5 days. In homeostatic state, the turnover rate of the epithelial cells is stable however, in case of inflammation and disease, the rate of proliferation and differentiation increase to regenerate the damaged tissue. Primary cilia (PC) are non-motile, microtubule-based organelles that extrude from plasma membrane. It functions as a sensory element to detect environmental cues. One of the highly studied disease models is ulcerative colitis is mainly characterized by the inflammation of the intestinal mucosal layer and generated by DSS administration. Additionally, high fat diet induced obesity, as a metabolic disease model, was shown to affect intestinal stem cell activity such that higher fat composition of diet causes shortening of small intestine and decrease in weight of tissue. Enteric nervous system is the endogenous nervous network surrounding the gastrointestinal tract and it controls many vital functions including digestion, blood flow, intestinal motility. The initial aim of this study was to reveal the response of intestinal stem cell niche in those stated disease conditions. After detecting ACOT7 protein as a global marker for enteric nervous system of myenteric and submucosal plexus layers, we hypothesized that subpopulations of ENS cells have a connection with intestinal niche upon disease states. Our following goal was to identify subpopulations of ENS and ciliated cells. In order to assess our hypotheses, we conducted series of IHC experiments and confocal microscopy analyses. We found that ACOT7+ cells in ENS contain mainly distinct types of neuronal cell populations such as PHOX2B+ and HuCD+ cells. Further, we identified that glial cells are the main subpopulation of ENS changing their expression pattern in both colitis and obesity models. Also, we classified ciliated cells as a heterogenous population to be colocalized with several ENS and mesenchymal markers. Lastly, we analyzed the gut-brain axis response to DSS induced colitis in the brain of model animals with a focus on thalamus and insular cortex. We identified several thalamic regions showed similar expression pattern alterations which were observed in colon. Overall, the novelty of this thesis arises from the identification of ACOT7 as an ENS marker along with the detection of glial cell interaction with mesenchymal sub-populations. This interplay demonstrates a response upon disease states of both small intestine and colon.
Benzer Tezler
- Lansoprazol içeren enterik kaplı pelletlerin formülasyonu ve farmasotik bitmiş ürün karakteristiklerinin saptanması
Formulation of enteric coated lansoprazole pellets and characterization of pharmaceutical finiched product
İ. EBRU ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ÖNER
- Kıyısal sular ve midyelerden izole edilen enterik bakterilerin antibiyotik direncinin moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of antibiotic resistance of enteric bacteria isolated from coastal waters and mussels
ŞEYMA UYSAL MANAV
- Enzim replasman tedavisinde kullanılmak üzere tripsin içeren matriks tipi ilaç taşıyıcı sistemlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of trypsin containing matrix type drug delivery systems for enzyme replacement therapy
NAFİZE DİDEM YÜKSEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyoteknolojiMersin ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEFİSE ÖZLEN ŞAHİN
- Rize şehir sahilinde deniz suyundan izole edilen enterik bakterilerde antibiyotik direncinin karakterizasyonu
Characterization of antibiotic resistance in enteric bacteria which are isolated from sea water in Rize city coast
FEYZA ÇOLAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
BiyolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN BİROL ÖZGÜMÜŞ
- Molecular characterization of peptidyl-prolyl-cis/trans-isomerases (ppiases) and identification of their interacting partners in nosocomial pathogen clostridium difficile
Peptidil-prolil-cis/trans- izomerazlarlnln (ppiazlarln) nozokomiyal patojen clostrıdıum dıffıcıle'de moleküler karakterizasyonu ve etkileşim ortaklarının tanımlanması
MUSTAFA SAFA KARAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UYGAR HALİS TAZEBAY