Geri Dön

The impact of dietary intake on sox2 protein levels and adult neurogenesis in the aging zebrafish brain

Beslenme şekillerinin zebra balığı beyin yaşlanmasında sox2 protein seviyesi ve yetişkin nörogenez üzerine etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 888808
  2. Yazar: SEÇİL GÜLDEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoloji, Nöroloji, Biology, Neurology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Nörobilim Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 95

Özet

İnsanlarda yaşlanma, karmaşık biyolojik süreçlerdeki değişikliklere bağlı olarak fizyolojik işlevlerde kademeli bir azalma olarak tanımlanmaktadır. Yaşam süresinin uzaması ve nüfusun ileri yaşlara doğru kaymasıyla birlikte yaşa bağlı sağlık problemleri dünya çapında bir sorun haline gelmektedir. Bu nedenle yaşlanma sürecine sebebiyet veren moleküler ve hücresel değişikliklerin anlaşılması, sağlıklı yaşlanmanın sağlanması açısından önemlidir. Yaşlanma sürecinde gözlenen dokuz ayırt edici özellik belirlenmiş ve bu özellikler beyin yaşlanmasında da gözlenmiş olup yapısal ve bilişsel bozukluklara yol açmaktadır. Kök hücre tükenmesi, beyin yaşlanmasına bağlı olarak kök hücre fonksiyonundaki kaybı açıklayan bu ayırt edici özelliklerden biridir. Bir transkripsiyon faktörü olan cinsiyet belirleyici bölge Y-box 2 (Sox2), kendini yenileme ve farklılaşmayı düzenleyerek kök hücrenin devamlılığını sağlayan ana proteinlerden biridir. Sox2'nin aracılık ettiği nöral kök hücrelerde yaşa bağlı değişiklikler, yeni nöron oluşumunda bir düşüşe yol açabilir. Nörogenezin, memeli beynindeki tanımlanmış nörojenik nişlerde yetişkinlik boyunca devam ettiği kanıtlanmıştır ve yaşlanma sırasında beynin sağlıklı işleyişinde çok önemli bir role sahip olduğu düşünülmektedir. NSC'lerin nörojenik nişlerdeki düzenlenmesi, yaşa bağlı değişikliklerden etkilenen çeşitli içsel ve dışsal faktörler aracılığıyla sağlanır. Diyet müdahalelerinin bu faktörleri modüle ettiği ve yaşa bağlı düşüşü iyileştirdiği düşünülmektedir. Önceki çalışmalar, kalori alımını azaltarak diyet kısıtlamasının, nörojenez üzerinde yaşa bağlı bozulmayı iyileştirdiğini, yüksek kalorili alımın ise olumsuz bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor. Küçük bir teleost balığı olan zebra balığı, insanlara benzer şekilde yaşla birlikte kademeli bir düşüş sergilemesi ve geniş bir alanda yüksek nörojenez kapasitesine sahip olması nedeniyle yaşlanma açısından nörogenez araştırmaları için oldukça uygun bir model organizmadır. Bu nedenle, çalışmanın ilk bölümünde, iki kısa süreli birbirine zıt diyet müdahalesi izlenerek diyetin beyinde yaşa bağlı değişiklikler üzerindeki etkisi gözlemlendi. Zebra balığı model organizma olarak kullanılarak, diyet kısıtlaması (DR), aşırı besleme (OF) ve isteğe bağlı (AL) diyet çeşitleri deneye dahil edildi. Bu müdahaleler, AL ile karşılaştırıldığında kısa süreli DR'nin, western blot analiziyle kanıtlandığı üzere Sox2 ekspresyonunun azalmasına yol açtığını gösterdi. Bu durum, kök hücrelerin kendini yenileme özelliklerinin azaldığına ve farklılaşmanın aktive olduğuna işaret etti. Kısa süreli OF için ise Sox2 protein düzeylerinde bir değişiklik gözlenmedi. Ek olarak yaşlanma, Sox2 ekspresyon düzeylerini değiştirmedi. Daha sonrasında, bir proliferasyon belirteci olan proliferatif hücre nükleer antijeni (PCNA) ile nöronal soy belirteçleri olan doublecortin benzeri kinaz 1a (DCAMKL1) ve ELAV benzeri nöron-spesifik RNA bağlayıcı protein 3 (HuC) de dahil edilerek korelasyonel ve çok değişkenli analizler yapıldı. Analiz, Sox2 ve PCNA arasında yaşlanma sürecinde birbirlerine benzer bir yol aldıklarına işaret eden pozitif bir ilişki olduğunu gösterdi. Ayrıca DCAMKL1'in PCNA ile pozitif, HuC ile ise negatif bir ilişkiye sahip olduğunu gösterdi. Tüm veri setlerinin çok değişkenli analizleri, OF ve DR'nin yaşa bağlı etkilerinin olduğunu, yaşlı hayvanlarda yeni nöronların hayatta kalma oranını azaltmaları ile gözlendi. Ayrıca OF, yaşlılıkla birlikte nöronal kadere bağlılığı güçlendirdi. Çalışmanın ikinci bölümünde, His etiketli Sox2 proteinini saflaştırmak için immobilize metal afinite kromatografisi kullanan bir rekombinant protein saflaştırma metodu sundu. Rekombinant Sox2 proteini başarıyla saflaştırıldı ve konsantrasyon değerleri ölçüldü. Birlikte ele alındığında, bu bulgular, ilerleyen yaşın zebra balığı beynindeki nöron soyunda değişen dinamiklere yol açmasına rağmen Sox2'nin ekspresyonunun sabit olarak süregelmeyi başardığını gösteriyor. Buna ek olarak, kısa süreli DR'nin Sox2 ekspresyon seviyelerini değiştirdiği gösterildi; bu da kalori alımının nöral kök hücrelerin özelliklerinin üzerindeki değişmelerde önemli rolü olduğunu gösteriyor. Sonuç olarak, bu çalışma, yaşlanan beynin nörojenik nişlerinde meydana gelen hücresel ve biyokimyasal değişikliklerin ve diyet müdahaleleri nedeniyle değişen nörojenik kapasitenin anlaşılması konusunda katkı sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

Aging in humans is described as the gradual decline in physiological functions due to alterations in complex biological processes. As the lifespan increases and the population shifts towards older age, health problems associated with age become a worldwide problem. Thus, understanding the molecular and cellular changes that contribute to the aging process is essential to ensure healthy aging. Nine hallmarks that describe these changes were identified, which are also observed in the aging brain, leading to structural and cognitive deficiencies. Stem cell exhaustion is one of these hallmarks that explains a loss of stem cell function due to brain aging. A transcription factor, Sox2 is one of the main responsible proteins ensuring the stem cell maintenance through regulation of self renewal and differentiation. Age-related changes in neural stem cells (NSCs) mediated by Sox2 can lead to a decline in new neuron formation. Neurogenesis is proven to continue in the defined neurogenic niches in the mammalian brain throughout adulthood and is considered to have a crucial role in the healthy functioning of the brain during aging. The regulation of the NSCs in neurogenic niches is achieved through diverse intrinsic and extrinsic factors that are affected by age-related changes. Dietary interventions are thought to modulate these factors and improve the age-related decline. Previous studies show that dietary restriction through lowering the calorie intake improves age-related impairment on neurogenesis, while high-calorie intake has a negative effect. Zebrafish, a small teleost fish, is a highly suitable model organism for investigations on neurogenesis with respect to aging due to exhibiting gradual decline with age, similar to humans and having a high capacity of neurogenesis in a widespread area. Hence, in the first part of the study, the influence of diet on age-associated changes in the brain was observed by following two short-term opposing dietary interventions. Using zebrafish as a model organism, dietary restriction (DR), over-feeding (OF), and ad libitum (AL) diets were included. These interventions demonstrated that short-term DR, compared to the AL, downregulated Sox2, as evidenced by western blot analysis. This might indicate a decreased self-renewal properties and activation of differentiation of NSCs. Short-term OF, on the other hand, did not change its expression levels. Moreover, aging did not alter the Sox2 expression levels. Further correlational and multivariate analyses were performed combining Sox2 with a proliferation marker proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and neuronal lineage markers doublecortin-like kinase 1a (DCAMKL1) and ELAV-like neuron-specific RNA binding protein 3 (HuC). The analysis demonstrated a positive relationship between Sox2 and PCNA indicating their similar pattern in the aging process. Also, DCAMKL1 was shown to have a positive relationship with PCNA and a negative relationship with HuC. The multivariate analyses of all datasets exhibited age-specific effects of OF and DR by decreasing the survival of new neurons in old animals. Also, OF reinforced the commitment to neuronal fate with old age. The second part demonstrated a recombinant protein purification approach using immobilized-metal affinity chromatography to purify the His-tagged Sox2 protein. The recombinant Sox2 protein was successfully purified, and concentration values were measured. Taken together, these findings show that although older age led to changing dynamics in the neuronal lineage in the zebrafish brain, Sox2 managed to show a persistent expression. Furthermore, the short-term DR was shown to change the Sox2 expression levels, indicating the importance of calorie intake in alterations in neural stem cell properties. In conclusion, this study makes contributions to understanding cellular and biochemical changes occurring in the neurogenic niches of the aging brain and the altered neurogenic capacity due to dietary interventions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    786057

    Dayanıklılık egzersizi esnasında diyet sodyum tüketiminin ter sodyum konsantrasyonu üzerine etkisi

    Impact of dietary sodium intake on sweat sodium concentration during exercise in the heat

    ECEM NAZ GENÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    SporOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Antrenörlük Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ KERİM YILMAZ

    PROF. DR. STUART GALLOWAY

  2. Tez No

    644740

    The effect of dietary fat intake during metarnal and maturation periods on the hepatic oxidative strees status in offspring sprague dawley rats

    Maternal ve maturasyon dönemlerinde diyetle alınan yağın yavru sprague dawley sıçanların karaciğer oksidatif stres durumuna etkisi

    OULA FARAG MUFTAH BENNASER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    FizyolojiYeditepe Üniversitesi

    Fizyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURCU GEMİCİ BAŞOL

  3. Tez No

    574829

    Çölyak hastalığı konusunda hekimlerin farkındalığı ve eğitimin etkisi

    Physicians' awareness on celiac disease and the impact of education

    AYŞE SÜMEYRA KARAOĞLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Aile HekimliğiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Aile Hekimliği Ana Bilim Dalı

    UZMAN DR.İRFAN ŞENCAN

  4. Tez No

    242864

    Tip 1 diyabetli çocuklarda idrarla piridinolin ve deoksipiridinolin atılımının kemik mineral yoğunluğu ile karşılaştırılması

    Comparison of the urinary pyridinoline and deoxypyridinoline excretions and bone mineral density in children with type 1 diabetes mellitus

    NADİDE MELİKE SAV

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıErciyes Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KENDİRCİ

  5. Tez No

    867085

    Nutrigenetik ve mikrobiota testlerinin bireye özgü klinik kullanımı için test panellerinin oluşturulması

    Formation of test panels for individual-specific use of nutrigenetics and microbiota tests

    GÜLSEN MERAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    GenetikBiruni Üniversitesi

    Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF SİBEL ASLAN

Geri Dön