Şaşılık hastalarının rezeksiyon yapılmış ekstraoküler kas dokularında gen ekspresyon analizi
Gene expression analysis in resected extraocular muscle tissues of strabismus patients
Yazar: HALUK HÜSEYİN GÜRSOY
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZ ÇİLİNGİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Genetik = Genetics ; Okülomotor kaslar = Oculomotor muscles ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Protein ekspresyonu = Protein expression ; Şaşılık = Strabismus

Özet:
Amaç: Çalışmanın amacı, şaşılık olgularının ekstraoküler kas dokusunda, kas fonksiyonlarıyla direkt veya dolaylı ilişkili olan bazı genlerdeki ekspresyon değişikliklerinin incelenmesidir.

Kapsam: Olgular Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Göz Hastalıkları Anabilim dalında takip edilen hastalardan seçildi. Şaşılık cerrahisi yapılan 25 hasta (grup 1) ve enükleasyon cerrahisi yapılan beş kontrol olgusu (grup 2) dahil edildi. Olguların ekstraoküler kas dokuları analiz edildi.

Yöntem: Dışa kayma nedeniyle cerrahi uyguladığımız olgularda iç rektus kasından örnek alındı, içe kayması olan olgularda ise dış rektus kasından örnek alındı. Yatay kasların distal kas ve tendon karışımı rezeke edilen kısımları, RNA izolasyonu yapılıncaya kadar RNAlater solusyonunda (Ambion AM7022; Austin, TX, USA) -80°C'de saklandı. Kontrol grubunda da aynı işlemler yapıldı. Ancak bu grup, enükleasyon yaptığımız olguların ekstraoküler kaslarından oluştu. RNA izolasyonu sonrası cDNA sentezlendi. Her bir örnek belirlenen 11 aday gen ve 1 housekeeping gen açısından, Real-Time PCR yöntemi ile değerlendirildi. Bu genler; MYH1 (miyozin ağır zincir 1), MYH7, MYH13, tropomiyozin alfa-3 zinciri filaman ilişkili protein (TPM3), kolajen tip I, alfa-1 (COL1A1), kolajen tip XII, alfa-1 (COL12A1), insülin benzeri büyüme faktörü-1 (IGF1), glial hücre hattı kaynaklı nörotropik faktör (GDNF), tripartite motif containing 63 (TRIM63), sarkoplazmik/endoplazmik retikulum kalsiyum adenozin trifosfotaz 1 (ATP2A1) ve titin (TTN)'dir. Ekspresyon analizinde 2–∆∆Ct hesaplama yöntemi kullanıldı.

Bulgular: Grup 1 ortalama cerrahi yaşı 44±11 (9 - 54) idi. 15 kadn, on erkek hastanın, 20 iç rektus ve beş dış rektus kası alındı. Cerrahi başarı oranı 21/25 (%84) idi. Grup 2 olguların 3'ünde endoftalmi, 2'sinde glokom nedeniyle göz enüklee edildi. 11 aday genin 7'sinin ekspresyonunda anlamlı düşüş elde ettik. COL12A1 gen ekspresyon seviyesi grup 1'de, kontrol grubuna göre, %30 azalmıştır (p = 0,049). Grup 1'de kontrol grubuna kıyasla gen ekspresyon seviyeleri, MYH1 geninde 37 kat, MYH13 geninde 12 kat, MYH7 geninde 3,6 kat, TPM3 geninde 3,7 kat, TTN geninde

4,2 kat ve TRIM63 geninde 2,3 kat azalmıştır (p değerleri sırasıyla 0,006, 0,003, 0,016, 0,009, 0,027 ve 0,031'dir).

Sonuç: Analiz ettiğimiz miyozin ve ilişkili genlerdeki ekspresyoda anlamlı azalma, şaşılığın gelişimi ile ilişkili olabilir. Daha fazla olguda benzer çalışmaların tekrar edilmesi ile elde edilecek sonuçlar, şaşılığın patogenezinin aydınlatılmasına katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Objective: The aim of the study is to examine the expression alterations in various genes directly or indirectly related with muscle functions, in extraocular muscles of strabismus cases.

Content: The cases were selected from the patients who have been followed at Eskisehir Osmangazi University School of Medicine Ophthalmology Department. 25 patients who have undergone strabismus surgery (group 1) and five control cases who have undergone enucleation surgery (group 2) were included. The extraocular muscle tissues of cases were analyzed.

Methods: Sample was obtained from medial rectus muscle in cases operated for exotropia, while sample was obtained from lateral rectus muscle in cases with esotropia. The resected parts of the mixture of the distal muscle and tendon of the horizontal muscles were preserved in RNAlater solution (Ambion AM7022; Austin, TX, USA) at -80°C until RNA isolation was performed. The same procedures were done in the control group. However, this group was composed of extraocular muscles of cases who underwent enucleation surgery. cDNA was synthesized after RNA isolation. Each sample was evaluated for the seleceted 11 candidate genes and one housekeeping gene with Real-Time PCR method. These genes were myosin heavy chain 1 (MYH1), MYH7, MYH13, tropomyosin alpha-3 chain related filanent protein (TPM3), collagen type I, alpha-1 (COL1A1), collagen type XII, alpha-1 (COL12A1), insulin like growth factor-1 (IGF1), glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF), tripartite motif containing 63 (TRIM63), sarcoplasmic/endoplasmic reticulum calcium adenosine triphosphatase 1 (ATP2A1) and titin (TTN). 2–∆∆Ct calculation method was used in expression analysis.

Results: The mean surgical age was 44±11 (9 - 54) in group 1. 20 medial rectus and five lateral rectus of 15 female and 10 male patients were obtained. The surgical success rate was 21/25 (84%). The eyes were enucleated in group 2 cases, because endophthalmitis in three eyes and glaucoma in two. We obtained significant decrease in the expression of seven out of 11 candidate genes. The gene expression level of

COL12A1 gene decreased 30% in group 1 compared to the control group (p = 0.049). The gene expression levels in group 1 decreased 37 fold in MHY1 gene, 12 fold in MHY13, 3.6 fold in MHY7, 3.7 fold in TPM3, 4.2 fold in TTN, and 2.3 fold in TRIM63, compared to the control group (p values were 0.006, 0.003, 0.016, 0.009, 0.027, and 0.031, respectively). .

Conclusions: The significant decrease in the expression of the myosin and related genes, which we analyzed, may be associated with the development of strabismus. The conclusions that will be obtained from the repetition of similar studies with larger group of cases, may contribute to the elucidation of the strabismus pathogenesis.