Investigation of the neuroprotective effect of stable overexpression of DNA topoisomerase IIß in neurally differentiated SH-SY5Y cells as an in vitro model of Alzheimer's disease induced by amyloid β1-42 peptides
Nöral farklılaştırılmış ve amiloid β1-42 peptitleriyle in vitro Alzheimer hastalığı modeli oluşturulmuş SHSY5Y hücrelerinde gen ifadesi kararlı olarak arttırılmış DNA Topoisomerase IIb'nın nöroprotektif etkisinin araştırılması
- Tez No: 937329
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVİM IŞIK, DOÇ. DR. CİHAN TAŞTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Moleküler Tıp, Nöroloji, Biology, Molecular Medicine, Neurology
- Anahtar Kelimeler: DNA topoizomeraz IIβ, SH-SY5Y Nöroblastoma Hücreleri, Aß1-42 Peptidi, Alzheimer Hastalığı, Nörodejenerasyon, DNA Topoisomerases IIß, SH-SY5Y Nöroblastoma Cells, Aß1-42 Peptide, Alzheimer's Disease, Neurodegeneration
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Alzheimer hastalığı (AH) demansın en yaygın formudur ve yaşı ilerlemiş insanlar arasında en yaygın görülen nörodejeneratif hastalıktır. Davranışsal yetenekler, düşünme, hatırlama ve akıl yürütmenin yanı sıra nöronal kayıp sonucu bilişsel işlevlerde de azalmaya sebebiyet vermektedir. AH, beyin dokularında hücre dışı, nörotoksik amiloid-β (Aβ) plaklarının patolojik birikimi ve hiperfosforile mikrotübül ile ilişkili tau proteini içeren hücre içi nörofibriler yumaklar ile karakterize edilen ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. Bu değişikliklere yol açan mekanizmalar henüz tam olarak bilinmemektedir. Topoizomeraz II (topo II), her iki DNA zincirinde kesik oluşturarak DNA süper katlanmasını çözen, replikasyon, transkripsiyon gibi hücresel olaylarda rol alan başlıca enzimdir. Bu enzimin iki izomerinden birisi, topo IIα, sadece bölünen hücrelerde bulunur ve bölünmeyle ilgili topolojik problemleri giderir. Topo IIβ ise bütün hücrelerde, özellikle gelişmekte olan beyinde post-mitotik nöron hücrelerinde bulunur. Topo IIβ aktivitesinin nöral farklılaşmanın önemli aşamalarında, nörit büyümesi ve akson uzamasında, görevli genlerin ifadesinin düzenlenmesinde rol oynadığı bilinmekte, topo IIβ geni baskılandığında daha kısa aksonlar gelişmektedir. Topo IIβ eksikliğinde aksonal gelişimin tamamlanamaması çeşitli çalışmalar tarafından gösterilmiştir. Bizim çalışmalarımızda da topo IIβ eksikliğinin, nörodejeneratif hastalıklar ile alakalı olabileceği in vitro hem Parkinson Hastalığı (PH) hem de Alzheimer Hastalığı (AH) modelleriyle ilişkilendirilmiştir. In vitro modellerde, topo IIβ eksikliğinin her iki hastalığın patalojisinde önemli rolü olabileceği gösterilmiştir. Önceki çalışmamızda, topo IIβ, nöral olarak farklılaşmış insan mezenkimal kök hücrelerinde (iMKH) susturulduğunda nöral farklılaşma veriminde ve nörit uzunluğunda kısalma belirlenmiştir. Olası nöroprotektif etkiyi göstermek için hücreler topo IIβ geni ile transfekte edilmiş, iMKH'de topo IIβ aşırı ifadesi daha uzun nöritler ve tüm hücrelerin nöral hücerelere farkılaşması ile sonuçlanmıştır. Bu çalışmalardan yola çıkarak, bu tez çalışmasında nöronal farklılaştırılmış SH-SY5Y nöroblastoma hücre hattında kalıcı olarak aşırı ifade edilmiş DNA topo IIβ'nın, Aβ42 fibrilleriyle oluşturulmuş in vitro AH modelinde nöroprotektif etkisini araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, TOP2B-GFP genini içeren plasmid sentezlenip, topo IIß-GFP lentivirus (LV) üretilmiştir. Üretilen topo IIß-GFP lentivirüsleri, SHSY5Y hücrelerine transfekte edilerek kalıcı transgenik TOP2B-SHSY5Y transgenik hücre hattı elde edilmiştir. TOP2B gen ifadesi akış sitometrisi ile belirlenmiştir. Bu hücrelerde retinoik asit (RA) ve BDNF (insan beyin kaynaklı nörotrofik faktörü) muamelesi ile nöronal farklılaştırma yapılmış, sürecin 8. gününde hücreler Aβ1-42 oligopeptidlerinden elde edilen fibriller ile muamele edilerek in vitro AH modeli oluşturulmuştur. AH modeli, Aß fibrillerinin tayini (Thioflavin S boyaması) ve AH'na özel belirteçler (tau, p-tau ve Aß1-42) ile doğrulanmıştır (immünfloresan boyama). Son olarak, topoIIß'nın nöroprotektif etkisi, hücre canlılık (MTT) analizi ve protein seviyesinde (western blot) ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia and the most common neurodegenerative disease among older people. In addition to behavioral abilities, thinking, remembering and reasoning, it also causes a decrease in cognitive functions as a result of neuronal loss. AD is a progressive neurodegenerative disease characterized by the pathological accumulation of extracellular, neurotoxic amyloid-β (Aβ) plaques in brain tissues and intracellular neurofibrillary tangles containing hyperphosphorylated microtubule-associated tau protein. The mechanisms that lead to these changes are not yet fully understood. Topoisomerase II (topo II) is the main enzyme that dissolves DNA superfolding by creating cuts in both DNA chains and plays a role in cellular events such as replication and transcription. One of the two isomers of this enzyme, topo IIα, is found only in dividing cells and resolves the topological problems associated with division. Topo IIβ is found in all cells, especially post-mitotic neuron cells in the developing brain. It is known that topo IIβ activity plays a role in regulating the expression of involved genes in important stages of neural differentiation, neurite growth and axon elongation, and when the topo IIβ gene is suppressed, shorter axons develop. Failure to complete axonal development in Topo IIβ deficiency has been shown by various studies. In our studies, topo IIβ deficiency has been associated with both Parkinson's Disease (PD) and Alzheimer's Disease (AD) models in vitro, which may be related to neurodegenerative diseases. In vitro models have shown that topo IIβ deficiency may have an important role in the pathology of both diseases. In our previous study, a shortening of neural differentiation efficiency and neurite length was determined when topo IIβ was silenced in neurally differentiated human mesenchymal stem cells (iMSCs). To demonstrate the possible neuroprotective effect, cells were transfected with the topo IIβ gene, and topo IIβ overexpression in iMSC resulted in longer neurites and differentiation of all cells into neural cells. Based on these studies, this thesis study aimed to investigate the neuroprotective effect of DNA topo IIβ, permanently overexpressed in the neuronal differentiated SH-SY5Y neuroblastoma cell line, in the in vitro AD model formed with Aβ42 fibrils. For this purpose, the plasmid containing the TOP2B-GFP gene was synthesized and topo IIß-GFP lentivirus (LV) was produced. The produced topo IIß-GFP lentiviruses were transfected into SHSY5Y cells and the permanent transgenic TOP2B-SHSY5Y transgenic cell line was obtained. TOP2B gene expression was determined by flow cytometry. Neuronal differentiation was made in these cells by retinoic acid (RA) and BDNF (human brain-derived neurotrophic factor) treatment, and on the 8th day of the process, the cells were treated with fibrils obtained from Aβ1-42 oligopeptides to create an in vitro AD model. The AD model was confirmed (immunofluorescence staining) by detection of Aß fibrils (Thioflavin S staining) and AD-specific markers (tau, p-tau and Aß1-42). Finally, the neuroprotective effect of topoIIß was determined by cell viability (MTT) analysis and at the protein level (western blot).
Benzer Tezler
- Ph duyarlı lipozom taşıyıcı sistemlere yüklenmiş hidrofilik ilaçların beyin travması üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of hydrophilic drugs loaded ph sensitive liposomal carriers on traumatic brain injury
DENİZ MORİNA
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL CEVHER
- Bor nitrür nanopartiküllerinin in vitro koşullarda beta amiloid (Aβ) toksisitesi üzerine etkilerinin incelenmesi
The investigation of the effects of boron nitride nanoparticles on beta amyloid (Aβ) toxicity in in vitro conditions
NURŞAH AYDIN
Doktora
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN TÜRKEZ
- Investigation of neurorestorative properties of intranasallyadministered colostrum-derived exosomes in periventricularleukomalacia model
Kolostrum kökenli intranazal eksozom tedavisinin periventriküler lökomalazi sıçan modelinde nörorestoratif etkinliğinin değerlendirilmesi
ŞERİFE BEYZA TÜRE
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERMİN GENÇ
- Alfa lipoik asit ve metilprednizolonun spinal kord iskemi-reperfüzyon yaralanmasında koruyucu etkilerinin araştırılması
Investigation of the neuroprotective effect of alpha lipoic acid and methylprednisolone on the spine cord ischemia-reperfusion injury
MEHMET GAZİ BOYACI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
NöroşirürjiAfyon Kocatepe ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OLCAY ESER
- Lityumun nöroprotektif etkisi ve bu etkide hücre içi sinyal iletim yolaklarının rollerinin incelenmesi
Investigation of the neuroprotective effect of lithium and the roles of intracellular signal transduction pathways
NİLAY ATEŞ ÖZSOY
Doktora
Türkçe
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL KILIÇ