Kraniyosinostozlarda primer fibroblast kültüründe transkriptom çalışması
Transcriptome study in primary fibroblast cultures in craniosynostosis
Yazar: ARDA ÇETİNKAYA
Danışman: PROF. DR. MEHMET ALİKAŞİFOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Apert sendromu = Apert syndrome ; Fibroblast büyüme faktörü = Fibroblast growth factor ; Fibroblastlar = Fibroblasts ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Kraniyosinostozlar = Craniosynostoses ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Mutasyon = Mutation ; Reseptörler = Receptors

Özet:
Çetinkaya A. Kraniyosinostozlarda primer fibroblast kültüründe transkriptom çalışması. Hacettepe Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Genetik Uzmanlık Tezi, Ankara 2014. Kraniyal sütürler, kafa kemiklerinin arasında bulunan kemikleşmemiş bağ dokusundan oluşan ve gelişim sırasında bu kemiklerin büyümesine izin veren yapılardır. Bu yapıların zamanından önce kemikleşmesine kraniyosinostoz adı verilir. Apert Sendromu, kraniyosinostoz, diğer iskelet anomalileri ve dismorfik bulguların yanısıra başka sistemik anomalilerin de eşlik edebildiği otozomal dominant kalıtılan bir sendromdur. FGFR2 genindeki iki tane ligand bağımlı işlev kazanımına neden olan missens mutasyon hastaların çoğunda Apert Sendromu'nun nedenidir. Bu çalışmada, 3 Apert Sendromlu hastadan ve kraniyosinotozu olmayan kontrol bireylerinden kurulan primer deri fibroblastı kültürleri transkriptom mikrodizini yöntemiyle birbiriyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca, primer fibroblastların FGF2'ye yanıtları da değerlendirilmiştir. Sonuçta, 181 genin ifadesinde deney grupları arasında anlamlı farklılıklar bulunmuştur. Bu 181 genden Apert Sendromlu hastalara ait fibroblastları kontrol grubundan ayıran 10 gen ortak bir iletişim ağının içinde ve ortak GO terimlerine sahip genlerdir. Bunlardan COL11A1, COMP, CPXM2, ITGA8, MGF ve TNC ekstrasellüler matriks organizasyonu ile ilişkili iken FRZB, SFRP2, TBX5 ve WNT2 mezenkimal farklılaşma ile ilişkilidir. Her iki yolağın uyarılması, Apert Sendromu primer fibroblast kültüründe kemik dokusuna farklılaşma eğiliminin arttığını göstermektedir. Bu çalışmanın sonuçları Apert Sendromu'ndaki kraniyosinostozun, sütürlerdeki bağ dokunun hızlıca kemiğe farklılaşarak kapanması sonucu ortaya çıktığı görüşünü desteklemiştir. Ek olarak, bu çalışma sonucunda Apert Sendromu ile ilgili araştırmalarda model olarak primer dermal fibroblast kültürlerinin kullanılabileceği görülmüştür.


Anahtar kelimeler: kraniyosinostoz, Apert sendromu, FGFR2, transkriptom mikrodizini, fibroblas

Abstract:
Çetinkaya A. Transcriptome study in primary fibroblast cultures in craniosynostosis. Hacettepe University, Faculty of Medicine, Medical Genetics Specialty Thesis, Ankara 2014. Cranial sutures are unossified connective tissue structures between the cranial bones, which allow the expansion of these bones during development. Premature ossification of these structures is called craniosynostosis. Apert Syndrome is an autosomal dominantly inherited syndrome, which is characterized by craniosynostosis, other skeletal anomalies and dysmorfic findings, as well as other systemic abnormalities. Two missense mutations in FGFR2 gene which result in ligand-dependent gain of function is responsible for most of Apert Syndrome in affected individuals. In this study, primary skin fibroblast cultures obtained from 3 individuals with Apert Syndrome and 3 controls without craniosynostosis were compared with transcriptome microarray. In addition, primary fibroblast response to FGF2 was evaluated. As a result, 181 genes were shown to be differentially expressed between experimental groups. Among these 181 genes, 10 genes, which significantly differ in Apert Syndrom fibroblasts compared to controls, were shown to be involved in a common interaction network and have common GO terms. Among these COL11A1, COMP, CPXM2, ITGA8, MGF and TNC are related with extracellular matrix organization and FRZB, SFRP2, TBX5 and WNT are related with mesenchymal differentiation. Upregulation of both pathways show that Apert Syndrome primary fibroblast cultures have an increased tendency towards bone differentiation. The results of this study have supported the notion that craniosynostosis in Apert Syndrome is the result of fast and early differentiation of connective tissue in the sutures. Furthermore,  this study demonstrates the potential of using primary dermal fibroblast cultures as a model in research related to Apert Syndrome.

Keywords: craniosynostosis, Apert syndrome, FGFR2, transcriptome miroarray, fibroblast