Unipolar ve bipolar depresyonda DNA baz çıkarma onarımı yolağı enzimlerinin gen ekspresyonlarının incelenmesi
Investigation of gene expression of DNA base excision repair pathway enzymes in unipolar and bipolar depression
Yazar: SELDA YILMAZ CEYLAN
Danışman: PROF. DR. PINAR AKAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ CEYLAN TUFAN ÖZALP
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Bipolar bozukluk = Bipolar disorder ; DNA = DNA ; DNA hasarı = DNA damage ; Depresyon = Depression ; Gen ifadesi = Gene expression ; Oksidatif stres = Oxidative stress

Özet:
Giriş: Güncel veriler DNA hasar ve onarımı mekanizmalarının depresyonun patogenezinde önemli bir rolü olabileceğini düşündürmekle beraber, literatürde depresif ve bipolar bozuklukta DNA baz çıkarma onarımı (BÇO) yolağı ile ilgili bilgiler çok sınırlıdır. Önceki çalışmalarımızda bipolar (BD) ve unipolar depresyonun UD) belirtili ve düzelme dönemlerinde guanin baz hasarında (8 - OHdG) ve bu hasarı kesip çıkarmaya özgül olan OGG - 1 enzimindeki değişiklikler gösterilmiştir. Bu çalışmada, UD veya BD hastalarında OGG - 1 dışında yolakta yer alan diğer DNA BÇO enzimlerinin gen ekspresyon seviyelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Yöntemler: 89 gönüllüden (17 BD, 29 UD, 43 sağlıklı gönüllü) alınan kan örneklerinde 13 BÇO geninin (APEX1, PARP1, NEIL1, PCNA, UNG, XRCC1, POLB, POLD, POLE, POLG, FEN1, LIG1, LIG3) ekspresyonu Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu (GZ - PZR) ile incelendi.  Yapılan analizler sonucu istatistik olarak anlamlı fark gösteren genlerin Western - blotting yöntemiyle protein düzeyinde ekspresyonları incelendi.
Bulgular: Akut depresyonu olan hastalarda (n  =  47), sağlıklı kontrollere kıyasla, daha yüksek APEX1 (p < 0,001), PARP1 (p  =  0,005) ve UNG (p  =  0,003) ekspresyonları saptanmıştır. Bu karşılaştırmalar yaş, cinsiyet, sigara içme durumu, vücut kitle indeksi ve çoklu karşılaştırmalar açıdan düzeltilmiştir. Bipolar depresyonu olan hastaların APEX1 (p < 0,001), PARP1 (p  =  0,005) ve UNG (p  =  0,003) ekspresyon düzeyleri sağlıklı kontrollere kıyasla anlamlı derecede yüksek olarak saptandı. Unipolar depresyonu olan hastaların APEX1 ekspresyonları sağlıklı gönüllülere göre anlamlı olarak yüksek olarak saptandı (p  =  0,008). BÇO genleri açısından BD ve UD grupları arasında anlamlı fark saptanmadı. Akut depresif dönem ve düzelme sonrası gen ekspresyon seviyeleri açısından anlamlı bir fark saptanmadı. Doğrusal regresyon analizi sonuçları Hamilton Depresyon Derecelendirme puanı ile APEX1 seviyeleri arasında pozitif bir ilişki göstermiştir (B  =  0.051, t  =  7.003, p  =  0.028; CI: 0,070  -  0,095). Protein ekspresyonları APEX1 enzimi için sağlıklı kontroller ile BD ve sağlıklı gönüllüler ile UD grupları arasında; PARP1enzimi için sağlıklı kontroller ile BD grupları arasında çalışılmış ve anlamlı fark bulunmamıştır (F = 3,872, p = 0,073; F = 0,003, p = 0,954; F = 2,240, p = 0,160).
Sonuç: Bulgularımız depresyon patogenezinde BÇO rolüne işaret etmektedir. Daha ileri çalışmalar, duygudurum bozukluklarının patogenezinde BÇO yolağının rolüne ilişkin daha derin bir anlayış sağlayabilir ve BÇO yolağını duygudurum bozuklukları için yeni bir tedavi hedefi olarak önerebilir.

Abstract:
Introduction: Although current data suggest that DNA damage and repair mechanisms may have an important role in the pathogenesis of depression, there is very limited information in the literature on the DNA base excision repair (BER) pathway in depressive and bipolar disorders. In our previous studies, changes in guanine base damage (8 - OHdG) and the OGG - 1 enzyme, which is specific for excision of this damage, have been shown in the symptomatic and remission periods of bipolar (BD) and unipolar depression (UD). In this study, it was aimed to determine the gene expression levels of other DNA BER enzymes in the pathway apart from OGG - 1 in patients with UD or BD.
Methods: Gene expression levels of the 13 BER enzymes (APEX1, PARP1, NEIL1, PCNA, UNG, XRCC1, POLB, POLD, POLE, POLG, FEN1, LIG1, LIG3) were examined in blood samples provided by 89 volunteers (17 BD, 29 UD, 43 healthy volunteers) using Real - Time Polymerase Chain Reaction (RT - PCR). The genes that show alterations among the study groups, Expressions of genes that showed statistically significant differences as a result of the analyzes were analyzed by Western - blotting method at protein level. 
Results: Acutely depressive patients (n  =  47) presented significantly higher gene expressions of APEX1 (p < 0.001), PARP1 (p  =  0.005) and UNG (p  =  0.003) in comparison to healthy controls, even being adjusted for age, sex, smoking status, body mass index and multiple comparisons. Patients with bipolar depression presented significantly higher expression levels of APEX1 (p < 0.001), PARP1 (p  =  0.005) and UNG (p  =  0.003) in comparison to healthy controls. Patients with unipolar depression had significantly higher expression levels of APEX1 (p  =  0.008) than healthy controls. There were no significant differences between BD and UD groups, in terms of BER genes. There were no significant differences between acute depressive and remission status with regards to gene expression levels. A linear regression revealed a positive association between Hamilton Depression Rating score and APEX1 levels (B  =  0.051, t  =  7.003, p  =  0.028; CI: 0.070 – 0.095). Protein expressions for the APEX1 enzyme were between healthy controls with BD and healthy volunteers with UD groups; the PARP1 enzyme was studied between healthy controls with BD groups, and no significant difference was found (F = 3.872, p = 0.073; F = 0.003, p = 0.954; F = 2.240, p = 0.160).
Conclusion: Current findings implicate the potential role of BER in depression pathogenesis.  Further studies may provide a deeper understanding of the involvement of the BER in the pathogenesis of mood disorders, and suggest the BER pathway as a target of novel treatments for mood disorders.