Geri Dön

Alzheimer hastaliğinda aday biyobelirteçlerin entegre diferansiyel gen ifade analizi ile belirlenmesi ve kandaki düzeylerinin araştırılması

Identification of candidate biomarkers in Alzheimer's disease by integrated differential gene expression analysis and investigation of their levels in blood

PDF İndir

  1. Tez No: 973844
  2. Yazar: ZEYNEP İLKAY
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA EREN KESKİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Genetik, Biyoloji, Genetics, Biology
  6. Anahtar Kelimeler: Alzheimer hastalığı, Biyobelirteçler, Biyoinformatik, Gen ifadesi, Alzheimer disease, Biomarkers, Bioinformatics, Gene expression
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Tıbbi Genetik ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Amaç: Alzheimer hastalığı (AH), hücre dışı Aβ birikimi ve hücre içi nörofibriller yumakların neden olduğu sinaptik kayıpla karakterize, ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. Hafif bilişsel bozukluk (HBB) gösteren bireylerde AH gelişme riski oldukça yüksektir ve iki tablonun tanısal olarak ayırt edilmesi çoğu zaman güçtür. Hastalığın erken teşhisi ve tedavisi için güvenilir biyobelirteçler henüz net olarak tanımlanmamıştır. Rutin tanı yöntemlerinin yüksek maliyetleri, araştırmacıları kan bazlı biyobelirteçlerin geliştirilmesine yönlendirmiştir. Ayrıca beyindeki moleküler değişimlerin periferal kana yansıması, bu yaklaşımı destekleyen önemli bir biyolojik temel sunmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, AH moleküler mekanizmalarında rol oynayan genleri entegre diferansiyel gen ifade analizi ile belirlemek ve bu genlerin periferik kanda biyobelirteç potansiyelini değerlendirerek erken tanıda kullanılabilirliğini araştırmaktır. Yöntem: Bu çalışmada, NCBI GEO veritabanından AH, HBB ve sağlıklı yaşlı kontrol grubuna ait periferik kan ekspresyon veri seti (GSE63060) ile AH ve sağlıklı yaşlı kontrol grubuna ait post mortem beyin dokusu ekspresyon veri setleri (GSE48350 ve GSE5281) birleştirilmiştir. Diferansiyel eksprese genlerin elde edilmesi amacıyla GeneSpring Software versiyon 14.9_gx_pa ve GEO2R araçları kullanılmıştır. Ortak ve özgül genler Venn diyagramı ile belirlenmiştir. Ortak DEG listeleri DAVID arayüzüne yüklenerek fonksiyonel zenginleştirme analizleri yapılmış, bu kapsamda KEGG ve GO analizleri gerçekleştirilmiştir. Potansiyel genler arasındaki ilişkilerin belirlenmesi için PPI ağı STRING uygulaması ile oluşturulmuş, ardından CytoHubba yazılımı kullanılarak merkez genler listelenmiştir. Klinik korelasyon dikkate alınarak aday biyobelirteç genler seçilmiş ve bu genlerin periferik kandaki varlığı, AH, HBB ve kontrol gruplarında qRT-PCR yöntemiyle doğrulanmıştır. Gen ekspresyonlarındaki kat sayı değişiklikleri REST yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Elde edilen aday genlerin anlamlılığı istatistiksel olarak değerlendirilmiş; ayırıcı tanıdaki etkinlikleri ise ROC analizi ile incelenmiştir. Bulgular: Data analizleri sonucunda AH ve HBB'de aşağı regüle edilen RPS27A, HSP90AA1, RPL5, DBI, TXN, NDUFS5, COX7A2 ve NDUFA1, kan tabanlı aday biyobelirteçler olarak tanımlanmıştır. Ayrıca HBB'de yukarı regüle edilen EFTUD2 ve CREBBP, AH'de ise aşağı regüle edilen MRPS9 ve yukarı regüle edilen FOLR3 ayırıcı tanı için potansiyel adaylar olarak belirlenmiştir. Belirlediğimiz aday genlerin 3 çalışma grubumuzdan alınan kan örneklerinin qRT-PCR sonuçları doğrultusunda, AH için HSP90AA1, CREBBP, TXN, NDUFA1, NDUFS5, MRPS9 ve RPL5; HBB için CREBBP, NDUFA1, NDUFS5, MRPS9 ve RPL5 genleri istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p<0,05). ROC analizi sonuçları, AH'ın kontrole göre ayırıcı etkinliğinde TXN, CREBBP, NDUFA1, NDUFS5 ve MRPS9'un anlamlı olduğu(p<0,05) (AUC=1-0,5), HBB'nin AH'a ayırıcı etkinliğinde NDUFA1'i güçlü bir ayırıcı tanı olarak belirledik. ROC analizi sonuçları, AH'ın kontrole göre ayırıcı etkinliğinde TXN, CREBBP, NDUFA1, NDUFS5 ve MRPS9'un anlamlı olduğunu (p<0,05; AUC=0,5–1), HBB'nin AH'dan ayrımında ise NDUFA1'in güçlü bir ayırıcı belirteç olduğunu göstermiştir. Sonuçlar: Çalışmamız, AH'ın erken tanısı ve HBB'den ayırıcı tanısında kullanılabilecek kan temelli aday biyobelirteçler önermektedir. Özellikle HSP90AA1, RPS27A, CREBBP, TXN, NDUFA1 ve NDUFS5 genlerinin erken evrede öne çıkan biyobelirteçler olduğunu göstermiştir. Bunun yanında, MRPS9 ve RPL5, sağlıklı kontroller ile AH'nin ayırt edilmesinde, NDUFA1 ise AH'nin erken tanısında ve HBB'den ayrımında güçlü aday biyobelirteç olarak öne çıkmıştır. Belirlenen merkez genler, yalnızca tanısal açıdan değil, aynı zamanda hastalığın moleküler patofizyolojisinin anlaşılmasına da katkı sağlamaktadır. Bu genlerin potansiyel terapötik hedefler olarak değerlendirilmesi, gelecekte bu moleküller üzerinden geliştirilebilecek ilaçların AH'ın ilerlemesini yavaşlatma veya seyrini değiştirme konusunda yeni stratejiler sunabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Objective: Alzheimer's disease is a progressive neurodegenerative disorder characterized by synaptic loss resulting from extracellular Aβ deposition and intracellular neurofibrillary tangles. Individuals with MCI are at increased risk of developing AD, yet distinguishing the two conditions remains diagnostically challenging. To date, reliable biomarkers for early detection and intervention have not been clearly established. The high costs of routine diagnostic procedures have encouraged the search for blood-based biomarkers, while the reflection of brain molecular alterations in peripheral blood provides a strong biological rationale for this approach. This thesis aims to identify genes involved in the molecular mechanisms of AD through integrated differential gene expression analysis and to evaluate their potential as peripheral blood biomarkers for early diagnosis. Methods: In this study, peripheral blood expression data from AD, MCI, and healthy elderly control groups (GSE63060) were integrated with post-mortem brain tissue expression datasets from AD and control groups (GSE48350 and GSE5281) retrieved from the NCBI GEO database. Differentially expressed genes were identified using GeneSpring Software version 14.9_gx_pa and GEO2R. Common and specific DEGs were determined via Venn diagram analysis. Functional enrichment analyses, including KEGG pathway and GO annotation, were conducted using the DAVID platform. Protein–protein interaction networks were constructed through STRING, and hub genes were identified with CytoHubba. Based on clinical relevance, candidate biomarker genes were selected and subsequently validated in peripheral blood samples of AD, MCI, and control groups using qRT-PCR. The fold changes in gene expression were calculated using the REST software. The statistical significance of the obtained candidate genes was evaluated, and their effectiveness in differential diagnosis was analyzed using ROC analysis. Results: Analysis revealed that RPS27A, HSP90AA1, RPL5, DBI, TXN, NDUFS5, COX7A2, and NDUFA1 were downregulated in both AD and MCI, suggesting their potential as blood-based biomarkers. Additionally, EFTUD2 and CREBBP were upregulated in MCI, whereas MRPS9 was downregulated and FOLR3 was upregulated in AD, indicating potential diagnostic discriminators. qRT-PCR validation demonstrated that HSP90AA1, CREBBP, TXN, NDUFA1, NDUFS5, MRPS9 and RPL5 were significantly associated with AD, while CREBBP, NDUFA1, NDUFS5, MRPS9 and RPL5 were significant for MCI (p<0.05). ROC analysis showed that TXN, CREBBP, NDUFA1, NDUFS5 and MRPS9 significantly distinguished AD from controls (p<0.05; AUC=0.5–1), whereas NDUFA1 was identified as a strong discriminative marker for differentiating MCI from AD. Conclusion: This study proposes novel blood-based candidate biomarkers for the early detection of AD and its differentiation from MCI. In particular, HSP90AA1, RPS27A, CREBBP, TXN, NDUFA1 and NDUFS5 emerged as key biomarkers in the early stages of AD. Moreover, MRPS9 and RPL5 contributed to distinguishing AD from healthy controls, while NDUFA1 showed strong discriminatory power between AD and MCI. Beyond their diagnostic utility, the identified hub genes provide valuable insights into the molecular pathophysiology of AD. Importantly, their potential as therapeutic targets highlights opportunities for the development of novel treatment strategies aimed at slowing or altering the progression of AD.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    818583

    Development of mirna biomarkers for the differentiation between gingivitis and periodontitis: A pilot study

    Gingivitis ve periodontitis ayrımı için mirna biyobelirteçlerinin geliştirilmesi: Pilot çalışma

    DHAFIR LATIEF FAYADH FAYADH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyokimyaSüleyman Demirel Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA CALAPOĞLU

  2. Tez No

    853953

    Alzheimer hastalığında serum proteomik analizleri ile yeni biyobelirteçlerin araştırılması

    Discovery of new biomarkers through serum proteomics in alzheimers disease

    YAVUZ AYHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    NörolojiHacettepe Üniversitesi

    Nörolojik ve Psikiyatrik Temel Bilimler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYGÜN ERTUĞRUL

  3. Tez No

    1016020

    Development of immunoaffinity enrichment techniques for measurement of gfap protein in serum by id-lc-ms/ms method

    Serumda gfap proteininin ıd-lc-ms/ms yöntemi ile ölçümü için immünoafinite zenginleştirme tekniklerinin geliştirilmesi

    SELİN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    DOÇ. DR. MERVE ÖZTUĞ KILINÇ

  4. Tez No

    936081

    An RNA-Seq based network approach to elucidate molecular mechanisms of asymptomatic Alzheimer's disease

    Asemptomatik Alzheimer hastalığının moleküler mekanizmalarını aydınlatmak için RNA-Seq tabanlı bir ağ yaklaşımı

    RÜMEYSA AKSU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    BiyolojiGebze Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR

  5. Tez No

    535762

    Hafif kognitif bozukluk ve erken evre alzheimer hastalarında yeni oksidatif stres belirteci olarak thiol-disülfit dengesi, iskemi albümin modifikasyonu ve seruloplazmin'in değerlendirilmesi

    The evaluation of thiol-disulfite balance, ischemia albuminmodification and seruloplazmine as a new oxidative stress in mild cogni̇ti̇ve impairment and early stage alzheimer's disease patients

    YASEMİN GÜNDÜZTEPE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyokimyaGazi Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESLİHAN BUKAN

Geri Dön