İnsan omuriliğinde alfa, beta ve gama motor nöronların nörokimyasal özellikleri
Neurochemical characteristics of the alpha, beta and gamma motor neurons of the human spinal cord
Yazar: İLKER ŞENGÜL
Danışman: PROF. DR. GÜLGÜN ŞENGÜL
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Anatomi = Anatomy
Dizin: Motor nöronlar = Motor neurons ; Nöronlar = Neurons ; Omurga = Spine ; Spinal kord = Spinal cord ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry

Özet:
Omurilik somatik motor nöron havuzları aynı kası innerve eden ancak yapısal, moleküler ve fizyolojik olarak farklılık gösteren motor nöron alt tiplerinin bir araya gelmesi ile oluşan hücre kümeleridir. Somatik motor nöronlar innerve ettikleri kas lifi tipine göre alfa, beta ve gama motor nöronlar olarak isimlendirilir. Alfa motor nöronlar ekstrafuzal kas liflerini innerve ederken gama motor nöronlar intrafuzal kas liflerini innerve ederler. Beta motor nöronlar ise her ikisini de innerve eden motor nöronlardır. Somatik motor nöron alt tiplerinin moleküler olarak farklılıklarını ortaya koymak ve sınıflandırmak bu hücrelerin dejenerasyonu ile giden hastalıkların anlaşılmasında ve etkili tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinde büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında hayvan çalışmalarında somatik motor nöron alt tiplerini moleküler olarak ayırt etmede kullanılan birtakım belirteçler kullanarak insan somatik motor nöronlarının fonksiyonel alt tiplerinin nörokimyasal özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bunun için %10'luk formaldehitle fikse edilmiş insan omurilik dokusundan alınan kesitlerde immonohistokimyasal boyamalar ile somatik motor nöron havuzlarında kolin asetil transferaz (choline acetyl transferase – ChAT), motor nöron ve pankreas homeobox 1 (motor neuron and pancreas homeobox 1 - MNX1), veziküler glutamat taşıyıcı 1 (vesicular glutamate transporter 1 - VGLUT1), GDNF reseptörü alfa 1 [Glial cell-line derived neurotrophic factor (GDNF) family receptor alpha 1- GFRA1], östrojenle ilişkili reseptör gama (estrogen-related receptor gamma – ESRRG) ve nöronal nükleer protein (neuronal nuclear protein – NeuN) ekspresyonları araştırılmıştır. Işık mikroskobu altında her bir belirteç için alınan transvers kesitlerde omurilik ön boynuz somatik motor nöron havuzlarında ChAT, MNX1, VGLUT1, GFRA1, ESRRG ve NeuN immunoreaktivitesi gösteren multipolar büyük hücreler (hücre gövdesi büyüklükleri, morfolojileri ve lokasyonlarına göre somatik motor nöronlar olarak değerlendirilen) gözlenmiştir. Bu çalışma ile somatik motor nöronların genel belirteci olan ChAT dışında, hayvan çalışmalarında alfa motor nöronlara özgü olduğu bildirilen MNX1, VGLUT1 ve NeuN ile gama motor nöronlara özgü olduğu bildirilen GFRA1 ve ESRRG'nin insan somatik motor nöron havuzlarında da eksprese edildiği gösterilmiştir. İnsan somatik motor nöronlarının genomik, transkriptomik ve proteomik seviyelerde moleküler sınıflandırması üzerine yeni çalışmalar bu motor nöronlar ile ilgili daha detaylı bilgilere ulaşmamıza katkıda bulunacaktır.

Abstract:
Spinal somatic motor neuron pools are cell clusters formed by the combination of motor neuron types that innervate the same skeletal muscle but differ structurally, molecularly, and physiologically. Somatic motor neurons can be divided into three groups; alpha, beta, and gamma, according to muscle fiber type they innervate. Alpha motor neurons innervate extrafusal muscle fibers while gamma motor neurons innervate intrafusal muscle fibers. Beta motor neurons innervate both types of muscle fiber. Revealing the molecular differences of somatic motor neuron subtypes is of great importance in the understanding of the diseases related to the degeneration of these cell types and in the developing effective treatments for these diseases. This thesis aimed to investigate the neurochemical properties of the functional subtypes of human somatic motor neurons by using some markers used to molecularly distinguish somatic motor neuron subtypes in animals. For this purpose, the expression of choline acetyl transferase (ChAT), motor neuron and pancreas homeobox 1 (MNX1), vesicular glutamate transporter 1 (VGLUT1), glial cell-line derived neurotrophic factor (GDNF) family receptor alpha 1(GFRA1), estrogen-related receptor gamma (ESRRG), and neuronal nuclear protein (NeuN) in somatic motor neurons were studied using immunohistochemical stainings of transverse sections taken from 10% formaldehyde-fixed human spinal cord tissue. In the qualitative analysis of sections individually exposed to immunohistochemical processes for each marker, multipolar large cells (considered motor neurons depending on cell body sizes, morphologies, and locations) showing ChAT, MNX1, VGLUT1, GFRA1, ESRRG and NeuN immunoreactivity were observed in the somatic motor neuron pools. New studies will contribute to our understanding of the molecular classification of human somatic motor neurons at the genomic, transcriptomic, and proteomic levels.