Effects of aging on gene expression levels of inflammatory, cytoskeletal and microglial markers in the brain using the zebra fish (Danio rerio) model organism
Zebra balığı (Danio rerio) model organizması kullanılarak yaşlanmanın beyindeki inflamatuar, hücre iskeleti, ve mikroglia belirteçlerindeki gen ifade düzeyleri üzerine etkileri
- Tez No: 656250
- Danışmanlar: PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Beyin, Biyoinformatik, Fareler, Gen ifadesi, Hücre iskeleti, Nörogenez, Nöronlar, Polimeraz zincirleme reaksiyonu, Yaşlanma, Zebra balığı, Brain, Bioinformatics, Mice, Gene expression, Cytoskeleton, Neurogenesis, Neurons, Polymerase chain reaction, Aging, Zebrafish
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yaşa bağlı bilişsel gerileme, yaşlı nüfusun sosyalleşme ve bağımsız olma yeteneklerini sınırlar. Doğru tedavi yöntemleri geliştirebilmek için ise sağlıklı yaşlanma incelenmelidir. Sağlıklı beyin yaşlanmasına odaklanan önceki çalışmalar, anormal mikroglial aktivasyonun gözlemlendiğini ortaya koymuştur. Hücre iskeletinde yaşlanmaya bağlı değişikliler yaşan mikroglianın haraket kapasitesinde kısmi bir azalma gerçekleşir ve bu da çevresel sinyallere yanıt verme yeteneğinin azalmasına sebep olur. Böylece mikrogliada inflamasyona daha yatkın bir fenotip gözlenir. Bu şekilde aktive olan mikroglia, beyinde önceden kurulmuş olan homeostazın bozulmasına sebep olur ve bu bozulmaların ise yaşlanma sırasında yaşanan bilişsel gerilemenin altında yatan neden olduğu düşünülmektedir. Beyindeki yaşlanma sırasındaki bu değişiklikleri anlamak için hücre iskeleti, mikroglial ve inflamasyon ile ilgili belirteçler hem in siliko hem de in vivo yaklaşımlar kullanılarak araştırıldı. Farelerde hipokampus ve tüm beyin üzerinde yapılan in siliko analizler, aktin hücre iskeletinin yeniden düzenlenmesinde (Arpc1b), nörogenezde (Erbb4) ve proinflamatuar ile ilişkili yolaklarda (Il1b, P2x7r, Elf2b) yer alan genlerin farklı yaş, cinsiyet ve dokular arasında, ifade seviyelerinin istatistiksel olarak anlamlı bir fark gösterdiğini ortaya çıkardı. Öte yandan, mikroglial (Coro1a ve Aif1) ve anti-inflamatuar belirteçlerde (Tgfb1 ve Il10) istatistiksel olarak anlamlı bir ifade farkı gözlenmedi. Bu sonuçları in vivo yaklaşım ile doğrulamak için, genç ve yaşlı zebra balığı beyinleri üzerinde kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (qPCR) gerçekleştirildi. Sonuçlara göre, genç ve yaşlı beyinler arasında marjinal olarak anlamlı farklılık gösteren sadece iki gen vardı: arpc1b ve p2x7r. Bu sonuçlar toplu olarak 1) genel mikroglia popülasyonunun yaşlanma sırasında değişmediği, 2) beynin pro- ve anti-inflamatuar sitokinler ve 3) nörogenez açısından dengesizlikler göstermediği anlamına gelebilir. Ayrıca, arpc1b ve p2x7r genlerinde gözlenen anlamlı değişiklikler, hücrelerin doğru işleyişinde, hücre iskeletinin ve inflamasyonla ilişkili yolların önemini göstermiştir. Bu nedenle, bu çalışma, in siliko analizlerinin, in vivo deneylerin güvenilir göstergeleri olduğunu, zebra balıklarının gerontolojik bir model olarak kullanılabileceğini ve hareketli hücrelerde hücre iskeletinin önemini gösterdi. Ancak, açıklanan bu ilişkileri daha iyi anlayabilmek için, bu genlerin protein seviyeleri hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Age-related cognitive decline burdens the elderly population, limiting their ability to socialize and be independent. To be able to develop proper treatments, healthy aging should be examined. Previous studies focusing on healthy brain aging revealed that abnormal microglial activation was observed. Aging microglia exhibits 0partial loss of motility due to cytoskeletal changes, leading to decreases in their ability to respond to environmental cues. Thus, a more inflammatory phenotype was observed in microglia. These disruptions of the previously established homeostasis in the brain could be the underlying reason for cognitive decline experienced during aging. To understand these changes during aging in the brain, cytoskeletal, microglial, and inflammation-related markers were investigated by using both in silico and in vivo approaches. In silico analyses were performed on mice hippocampus and the whole brain revealed that the genes involved in the actin cytoskeleton reorganization (Arpc1b), neurogenesis (Erbb4), and proinflammatory related pathways (Il1b, P2x7r, Elf2b) showed differential gene expression levels among different age groups, genders, and tissue of origin. On the other hand, no differential expression was observed in microglial (Coro1a and Aif1) and anti-inflammatory markers (Tgfb1 and Il10). To further validate these results in vivo, quantitative polymerase chain reaction (qPCR) was performed on young and old zebrafish brains. According to the results, only two genes showed marginally significant differences among young and old brains: arpc1b and p2x7r. These results collectively could mean 1) the overall microglia population does not change during aging, 2) the brain does not exhibit imbalances in terms of pro- and anti-inflammatory cytokines, and 3) neurogenesis. Furthermore, the significant changes observed in arpc1b and p2x7r indicated the iii iv importance of the cytoskeleton and inflammation-related pathways in the correct functioning of the cells. Therefore, this study showed that in silico analysis are the reliable indicators of in vivo experiments, zebrafish can be used as a gerontological model, and the importance of cytoskeleton in motile cells. However, to understand these described relations, further investigation on the protein level of these genes should be done.
Benzer Tezler
- Kardiyovasküler sistemde yaşlanmanın neden olduğu oksidatif ve inflamatuvar stres üzerine metforminin etkilerinin sıçanlarda araştırılması
Investigation of the effects of metformin on oxidative and inflammatory stress caused by aging in the cardiovascular system in rats
ÖZGÜR BARIŞ
Doktora
Türkçe
2022
Farmasötik ToksikolojiKocaeli ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDE İPEK KOMSUOĞLU ÇELİKYURT
- Dapagliflozinin yaşlı erkek sıçanlarda reprodüktif sistem üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of dapagliflozin on the reproductive system in aged male rats
MERVE CİNGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eczacılık ve FarmakolojiKocaeli ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TİJEN UTKAN
- Sıçanlarda polidioksanon ip, hyaluronik asit dolgu ve botulinum toksin-A uygulamalarının deri ve bağ dokusu ile fotoyaşlanma üzerindeki etkilerinin araştırılması
An investigation of the effects of polydioxanone thread, hyaluronic acid filler and botulinum toxin-A treatments on the rats skin, connective tissue and photoaging
KORAY DURMAZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
DermatolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiDeri ve Zührevi Hastalıklar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP DURSUN
- Sikloastragenol'ün Arabidopsis thaliana'da telomer/telomeraz sistemi üzerine etkileri
Effects of cycloastragenol on telomere/telomerase system of Arabidopsis thaliana
RABİYA MERVE CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN TURGUT KARA
- Retroperitoneal yağ dokusu denervasyonunu takiben diyetle obez yapılmış sıçanlarda adiponektin gen ekspresyonu ve serum seviyelerinin incelenmesi
The investigation of adiponectin gene expressions and serum levels in diet induced obese rats subsequent to retroperitoneal adipose tissue denervation
NESLİHAN SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALVER