Kisspeptin nöronlarının sinaptik bağlantılarının fonksiyonel ve anatomik karakterizasyonu
Functional and anatomical characterization of synaptic connections of kisspeptin neurons
Yazar: SİĞNEM EYUBOĞLU
Danışman: PROF. DR. ÜMMİHAN İŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Anatomi = Anatomy ; Elektrofizyoloji = Electrophysiology ; Folikül uyarıcı hormon = Follicle stimulating hormone ; Kisspeptin = Kisspeptin ; Lüteinleştici hormon = Luteinizing hormone ; Medulla oblongata = Medulla oblongata ; Nöronlar = Neurons ; Optogenetik = Optogenetics ; Sinapslar = Synapses ; Sinaptofizin = Synaptophysin

Özet:
Eyuboğlu, S. (2018). Kisspeptin nöronlarının sinaptik bağlantılarının fonksiyonel ve anatomik karakterizasyonu. İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Fizyoloji Anabilim Dalı Doktora Tezi. İstanbul. 
Kisspeptin, insan metastatik melanoma kanser hücrelerinde yapılan çalışmada metastaz baskılayıcı gen olarak tanımlanmıştır. Kisspeptinin, GnRH nöronları üzerindeki Kiss1r reseptörlerini uyararak gonadotropin salgılatıcı hormon salınımının kontrolünde, püberteye geçişte ve üreme fonksiyonlarının sürdürülmesinde önemli görevleri olduğu bilinmektedir. Kisspeptin veya kiss1r genindeki mutasyonlar hipogonadotropik gonadizm gibi üreme sistemi hastalıklarına neden olmaktadır. Fizyolojik açıdan üreme sistemi başta olmak üzere birçok farklı fonksiyonu olduğu bilinen kisspeptinin, beyinde hangi sinir ağları üzerinden etki ettiği henüz aydınlatılmamıştır. Yapılan bu çalışmada, kisspeptinin üretildiği bilinen başlıca iki önemli hipotalamik çekirdek, arkuat nükleus (ARC) ve anteroventral periventriküler (AVPV) nükleus, özgül olarak hedeflenerek buralardaki kiss1 nöronlarının beynin diğer bölgeleriyle ilişkisi incelenmiştir. Kiss1-Cre transgenik fare ile yapılan deneylerde, viral sistemler kullanılarak aynı kisspeptin nöronuna ait sinaptofizin ve kiss1 genlerinin ilk kez beraber ifadesinin endojen floresan işaretli görüntülenmesine dayanarak nöroanatomik projeksiyonları gösterilmiştir. Buna göre ARC Kiss1 nöronlarının paraventriküler nükleus (PVN), medial preoptik alan (MPO), AVPV bölgeleri başta olmak üzere beynin birçok bölgesindeki lifleri ve presinaptik terminalleri hem dişi hem de erkek yetişkin farelerde gösterilmiştir. Ayrıca AVPV Kiss1 nöronlarının lateral septum, ARC, MPO'ya projeksiyon yaptığı ve periventriküler nükleus, medial septum, Broca'nın diagonal bandı (DBB) gibi birçok bölgeye uzanan lifleri bulunmuştur. Yapılan optogenetik deneylerde seçilmiş beyin bölgelerinden alınan elektrofizyolojik kayıtlar ile arkuat kiss1 nöronlarının bağlantıları fonksiyonel olarak da kontrol edilmiştir. Optogenetik uyarılar sonrası PVN, MPO, kontralateral ARC bölgelerinde bulunan nöronların spontan nöronal ateşleme sıklığındaki değişiklikler gözlemlenmiştir ve bu bölgelerde ARC kiss1 nöronlarından sinyaller alan nöronlar bulunduğu belirlenmiştir. Dolayısıyla, kiss1 nöronlarının diğer beyin bölgeleriyle ilişkili farklı fonksiyonel bağlantıları olabileceğine dair önemli bulgular elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Arkuat nükleus, elektrofizyoloji, kisspeptin, optogenetik, sinaptofizin.

Abstract:
Eyuboğlu, S. (2018). Functional and anatomical characterization of Kisspeptin  Neuron's Synaptic Connections İstanbul University, Institute of Health Science, Department of Physiology, Ph.D. thesis, İstanbul.
Kisspeptin is defined as a metastatic suppressor gene in human metastatic melanoma cancer cells.  Furthermore, it is known that Kisspeptin has important roles in regulating gonadotropin-releasing hormone secretion, onset puberty and maintaining reproductive function by stimulating Kiss1r receptors on GnRH neurons. Also, Kiss1r mutations cause reproductive system diseases such as hypogonadotropic gonadism. Yet, the neuronal circuits in mammals that depend on kisspeptins which thought to have many physiological functions remain unidentified. In this study, the projections between the kiss1 neurons and other brain regions were investigated by specifically targeting the two major kiss1 neuron populations of the hypothalamic area, the arcuate nucleus (ARC) and the anteroventral periventricular (AVPV) nucleus.  In this experiments conducted with Cre transgenic mice, neuroanatomical projections have been shown for the first time using combine virus-based systems for imaging coexpression of synaptophysin and kiss1. Accordingly, ARC kiss1 neuron fibers with presynaptic terminals have been demonstrated in both female and male adult mice in several brain regions primarily paraventricular nucleus (PVN), medial preoptic area (MPO), AVPV. In addition, AVPV kiss1 neurons projected to lateral septum, ARC, MPO, and its extending fibers have been found in many locations such as the periventricular nucleus, medial septum, Broca's diagonal band (DBB). Through the electrophysiological recordings from selected brain regions in the established optogenetic experiments, the projections of ARC kiss1 neurons were also functionally examined. Changes in the frequency of spontaneous neuronal firing of postsynaptic neurons in the PVN, MPO, contralateral ARC regions after optogenetic stimulation were observed, and these regions were found to have neurons receiving the signal from ARC kiss1 neurons. Thus, important findings have been obtained that kiss1 neurons may have different functional associations with other brain regions.
Key Words: Arcuate nucleus, Electrophysiology, Kisspeptin, Optogenetic, Synaptophysin