H2O2 ile indüklenmiş h9c2 kardiyomiyosit hücrelerinin mezenkimal kök hücre uygulaması sonrası aquaporin seviyelerinin araştırılması
The investigation of expression level difference of cardiac aquaporins in H2O2 induced h9c2 cardiomyocytes after the mesenchymal stem cell treatment
Yazar: AYÇA BOSTANOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. EMEL SAĞLAR ÖZER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Organizmalarda yaşamın devamlılığı, hücre içi su homeostazına büyük ölçüde bağlıdır. Su kanalları olarak bilinen aquaporinler (AQP'ler), bu düzenlemede önemli bir rol oynar. Hücre zarları aracılığıyla su taşınmasının yanı sıra aquaporinler, gliserol gibi küçük nötr moleküllerin hücreye girmesini sağlayarak hücreler için bir enerji kaynağı oluşturur ve su dengesini düzenleyerek çeşitli hastalıkların tedavisine katkıda bulunabilir.
Aquaporinlerin ifadesi, fizyolojik ve patolojik durumlarda değişiklik gösterir; özellikle miyokardiyal ödeme bağlı kalp anomalilerinde önemli bir rol oynar. Mezenkimal kök hücreler (MKH'ler), kanser tedavisi ve çeşitli dokuların onarımı gibi kullanılan tedavi yöntemlerinde yer alır.
Bu tez çalışmasında, H9c2 sıçan kardiyomiyosit hücre hattı kullanılmaktadır. Bu hücrelere H2O2 uygulaması yapılarak stres koşulu indüklenmektedir. Stres yanıtını değerlendirmek için, H2O2 uygulaması yapılmayan H9c2 hücreleri ile H2O2 uygulaması yapılan H9c2 hücreleri arasında reaktif oksijen türü (ROS) seviyelerini karşılaştırılmıştır. Stres koşulunun indüklenmesinden sonra, H9c2 hücreleri sıçandan izole edilen MKH'lerle ko-kültüre edilerek tedavi modeli yaratılmıştır. Daha sonra kardiyak aquaporinlerin (AQP1 ve AQP7) ifadelerindeki değişimler, kantitatif gerçek zamanlı PZR, western blot yöntemi ve immunofloresan boyaması ile gözlemlenmiştir. 
Tez çalışmasından elde edilen sonuçlar doğrultusunda H2O2 uygulaması yapılan hücrelerde ROS üretiminin arttığı doğrulanmış ve ardından AQP1 ve AQP7 ifadelerindeki artışlar belirlenmiştir. AQP1 ve AQP7 ifadelerinin stres koşulu indüklenen grupta anlamlı derecede arttığı tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra stres koşulu indüklenen H9c2 hücrelerinin MKH ile ko-kültürasyonu yapıldığında ise AQP1 ve AQP7 ifadelerinin azaldığı ve tedavi modelinin işe yaradığı gözlemlenmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlar kardiyak aquaporinlerin terapötik hedefler olarak kullanılabileceğini desteklemekle birlikte MKH'lerin tedavi edici özelliklerinin aquaporinler üzerindeki etkisini göstermiştir. Yapılan çalışmalar kalp anomalileri durumda aquaporinlerin rolü üzerinden kalp patolojilerini aydınlatmayı ve tedavi stratejilerini yönlendirmeyi amaçlamaktadır.

Abstract:
The survival of an organisms depends significantly on intracellular water homeostasis. Aquaporins (AQPs), also known known as water channels, play a crutial role in this regulation. Apart from facilitating water transport across cell membranes, aquaporins enable the entry of small neutral molecules like glycerol, serving as an energy source for the cells and potentially aiding in disease treatment by modulating water balance.
Aquaporin expression varies in physiological and pathological conditions, notably in heart abnormalities associated with myocardial edema. Mesenchymal stem cells (MSCs) are employed in disease and tissue repair in various tissues, including cancer therapy, through stem cell treatment.
In this study, we utilized the H9c2 rat cardiomyocyte cell line. Stress condition was induced by H2O2 treatment of these cells. To evaluate the stress response, reactive oxygen species (ROS) levels were compared between H9c2 cells without H2O2 treatment and H9c2 cells with H2O2 treatment. After induction of the stress condition, a treatment model was created by co-culturing H9c2 cells with rat-isolated MSCs. Then, changes in the expression of cardiac aquaporins (AQP1 and AQP7) were observed by quantitative real-time PCR, western blotting and immunofluorescence staining. 
According to the results of this study, it was confirmed that ROS production increased in H2O2-treated cells and then the increases in AQP1 and AQP7 expressions were determined. AQP1 and AQP7 expressions were found to be significantly increased in the stress condition induced group. In addition, when stress condition-induced H9c2 cells were co-cultured with MSCs, AQP1 and AQP7 expressions were decreased and it was observed that the treatment model has been worked. The results obtained from this thesis study support the use of cardiac aquaporins as therapeutic targets, and demonstrated the effect of the therapeutic properties of the MSC's on aquaporins. These studies aim to elucidate cardiac pathologies and guide therapeutic strategies through the role of aquaporins in cardiac abnormalities.