Maternal obesity effect on offspring pancreatic endocrine cells: Investigation of the cell transdifferentiation profile that causes diabetic susceptibility
Maternal obezitenin yavru pankreas endokrin hücreleri üzerindeki etkisi: Diyabetik yatkınlığına yol açan hücre transdönüşüm profilinin araştırılması
- Tez No: 739410
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TÜLİN YANIK, DOÇ. DR. SALİH ÖZÇUBUKÇU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, İç Hastalıkları, Biology, Biotechnology, Internal diseases
- Anahtar Kelimeler: Diyabet, Obez anne, Pankreatik beta hücresi, Transdönüşüm, Dediferansiyasyon, Diabetes, Maternal Obesity, Pancreatic beta cell, Transdifferentiation, Dedifferentiation
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Tip 2 Diyabet (T2D) fizyolojik olarak devam eden insülin direnciyle birlikte progresif bir şekilde pankreatik beta hücrelerindeki fonksiyon bozukluğu ve ilerleyen dönemde insülin hormonu yetersizliği ile karakterize edilir. Hastalığın ilerleyen döneminde beta hücre fonksiyon bozukluğu, beta hücre ölümü ve fonksiyonel hücre sayısındaki düşüş olarak tanımlanmaktadır. Bununla birlikte hastalara uygulanan tedavi sürecinde insülin direncini düşürücü terapötik ilaç, diyet gibi uygulamalarla hastalardaki insülin salınım seviyelerinde normalleşme ve dolayısıyla azalan fonksiyonel beta hücre popülasyonunda artış, T2D vakalarında sık rastlanan klinik bir bulgudur. Literatürde, obeziteden kaynaklı hiperglisemiye maruz kalan yetişkin fare pankreatik beta hücrelerinde apoptotik hücre ölümünün gerçekleşmediği, bu hücrelerin transdönüşüm ve dediferansiyasyona uğrayarak progenitör hücre veya diğer pankreatik endokrin hücre tiplerine dönüştüğü gösterilmiştir. Literatürde maternal obezite kaynaklı yavru dönemine ait pankreatik transdönüşüm ya da dediferensiyasyon çalışmalarına rastlanmamıştır. Önerilen projedeki hipotezimiz, anneye ait obezite kaynaklı hipergliseminin yavru pankreatik beta hücrelerinde transdönüşüm ve dediferansiyasyona neden olmasıdır. Bu çalışmada, Wistar sıçanlarda anneye ait kafeterya diyetiyle (KAF) oluşturulan obezite kaynaklı hipergliseminin yavru pankreasları üzerinde diyabet patolojisine yatkınlık etkisi pankreatik beta hücrelerinin transdönüşüm ve dediferansiyasyonu üzerinden araştırılmıştır. Öncül deneylerimizle KAF ile obezite oluşturulan annelerden doğan ve süt verme sürecinden sonra normal fare yemiyle beslenen 0, 20, 90 günlük yavruların ve annelerinin pankreasları elde edilmiştir. Daha sonra yavru sıçanların diyabet eğilimi, bu hayvanların pankreas dokularından izole edilen adacık hücreleriyle yapılan glukoz stimülasyonlu insülin salınım testi sonuçlarına göre belirlenmiştir. İzole edilen pankreas adacık hücrelerinin canlılık oranları, gerçekleştirilen hücre izolasyonunun kalitesini belirlemek için uygun canlılık testi (FDA / PI boyama) ile analiz edilmiştir. Gruplar arasında pankreas dokularındaki morfolojik değişimi incelemek için donmuş pankreas dokusu kesitleri hematoksilen-eozin boyama tekniği kullanılarak histolojik olarak incelenmiştir. Anne pankreas doku örnekleri hormonal düzeyde farklılaşma düzeyinin belirlenebilmesi için glucagon spesifik antikor kullanılarak boyanmış ve immünühistokimya ile analiz edilmiştir. Ek olarak, hücrelerin transdönüşüm profillerinin gen ekspresyon seviyesinde belirlenmesi için RT-qPCR analizi uygulanmıştır. İncelenen gen ifadeleri Neurogenin 3, Pankreatik ve duodenal homeobox 1, Insulin, Somatostatin, Glukagon, Forkhead box O1, Chromogranin A ve Vimentin genlerine aittir. RT-qPCR analizinin yanı sıra, dönüşüm profilini netleştirmek için tam genom transkriptom analizi yapılmıştır. Pankreas dokularında insülin protein ekspresyonlarının Western blot analizi ile protein ekspresyon seviyesinde kısmen dediferansiasyonu işaret etmiştir. Yapılan tüm deneylerin sonuçlarına göre, maternal obezitenin yavrularda pankreas beta hücrelerinin farklılaşmasına neden olduğu ve diyabet yatkınlığına sebep olan bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Sonuç olarak, maternal bir metabolik bozukluğun neden olduğu fizyolojik stresin, hücresel dönüşüm mekanizmaları yoluyla yavrularda aynı metabolik hastalığa yatkınlığa neden olabileceğine inanılmaktadır.
Özet (Çeviri)
In general, Type 2 Diabetes (T2D) is a disease characterized by impaired functioning of pancreatic beta cells and progressive insulin hormone deficiency progressively in combination with physiologically ongoing insulin resistance. In the later stages of the disease, beta cell dysfunction is defined as beta cell death and a decrease in functional cell count. It is a common clinical finding in patients with T2D that therapeutic drugs lowering insulin resistance and diet in the course of the disease treatment cause increased levels of insulin secretion in the patients and thus increased functional beta cell population. From the literature view, it has been observed that apoptotic cell death does not occur in adult mouse pancreatic beta cells exposed to obesity-sourced hyperglycemia, and these cells undergo dedifferentiation and transform into progenitor cells or other pancreatic endocrine cell types. However, maternal obesity induced human or animal pancreatic transdifferentiation in young offspring has not been studied up to date. Our proposed hypothesis was that obesity-induced hyperglycemia in the mother may cause dedifferentiation and/or transdifferentiation in offspring pancreatic beta cells. In this thesis, the effect of predisposition to diabetes pathology on the pancreas of offspring produced by the mother's cafeteria diet (CAF) was investigated via pancreatic beta cell dedifferentiation and transdifferentiation. We have obtained pancreases of 0, 20, 90 days old Wistar rat offspring whose mothers had diet-induced obesity via CAF. Later, the diabetic tendency of juvenile rats was evaluated according to the glucose-stimulated insulin release test using the islet cells isolated from the pancreas tissues of offspring. Viability rates of isolated pancreatic islet cells were analysed by appropriate viability tests (FDA / PI staining) to determine the quality of the cell isolation performed. To examine the morphological change in pancreatic tissues between groups, the frozen pancreatic tissue sections of offspring were histologically examined using hematoxylin-eosine staining. Pancreatic tissue specimens were also stained with glucagon antibodies to determine cell characteristics for dedifferentiation in the mother subjects using immunohistochemistry. Additionally, RT-qPCR analysis was performed so that the transformation profiles of the pancreatic cells were determined at the gene expression level. Examined gene expressions were Neurogenin 3, Pancreatic and duodenal homeobox 1, Insulin, Somatostatin, Glucagon, Forkhead box O1, Chromogranin A, and Vimentin. Alongside the RT-qPCR analysis, full-genome transcriptome analysis was performed to clarify the transformation profile. Using Western blot analysis of insulin protein expression in the pancreas tissues, dedifferentiation was partially presented at the protein level. When the results of all experiments were considered, it was demonstrated that maternal obesity may affect the dedifferentiation of pancreatic beta cells in offspring and had a predisposing effect for diabetes. In conclusion, it was believed that physiological stress caused by a maternal metabolic disorder may cause a predisposition to the same metabolic disease in offspring through cellular transformation mechanisms.
Benzer Tezler
- Nullipar ve multipar gebelerde obezitenin PROBNP, lipit parametreleri ve oksidatif stres üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of effect of obesity on PROBNP, lipid parameters and oxidative stress in nullipar and multiparous pregnancy
IŞIL YAVRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KÖKSAL DEVECİ
YRD. DOÇ. DR. ZELİHA CANSEL ÖZMEN
- Ratlarda maternal obezite ve taurin suplementasyonunun gebelik, fetal büyüme ve gelişim üzerine etkileri
The effects of maternal obesity and taurine supplementation on pregnancy, fetal growth and development
ARZU KABASAKAL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2020
Beslenme ve DiyetetikHacettepe ÜniversitesiBeslenme ve Diyetetik Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI AKYOL MUTLU
- Yüksek protein diyeti alan sıçanlarda antioksidan ve inflamasyon biyobelirteçleri ile obezite gelişimi arasındaki ilişkinin nesillere bağlı değişiminin incelenmesi
Investigation of the generation-dependent variation of the relationship between antioxidant and inflammatory biomarkers and obesity development in high protein diet rats
NEDA YOUSEFIRAD
Doktora
Türkçe
2020
Beslenme ve Diyetetikİstanbul Medipol ÜniversitesiBeslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAL BÜYÜKUSLU
- Yüksek yağlı diyetin anne ve yavru BALB/c farelerde otofajik, epigenetik ve metabolik yolaklar üzerine etkilerinin ve bir tedavi aracı olarak otofajik aktivasyonun potansiyel rollerinin araştırılması
Investigation of the effects of high-fat diet on autophagic, epigenetic and metabolic pathways in mother and pup BALB/c mice, and the potential role of autophagic activation as a treatment tool
TUĞÇE KAYMAZ
- Kinoanın (Chenopodium quinoa Willd.) maternal obezite oluşturulan sıçanların yavrularında beslenme durumu, psikomotor davranış ve bağırsak geçirgenliği üzerine etkileri
Effects of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) on nutritional status, psychomotor behavior and intestinal permeability in offspring of obesity-induced rats
AYŞEGÜL UĞURAL
Doktora
Türkçe
2023
Beslenme ve DiyetetikHacettepe ÜniversitesiDiyetetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI AKYOL MUTLU