Purinerjik reseptörler ile WNT/β-katenin sinyal yolağı arasındaki ilişkisinin zebra balığı modelinde araştırılması
Characterization of the interaction of a purinergic receptor in regulation of WNT/β-catenin signaling pathway using zebrafish model
Yazar: İSMAİL KÜÇÜKAYLAK
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE GÜNEŞ ÖZHAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Tıbbi Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Genler = Genes ; Katenin = Catenin ; Nörodejeneratif hastalıklar = Neurodegenerative diseases ; RNA = RNA ; Reseptörler-pürinerjik = Receptors-purinergic ; Sinyal nakli = Signal transduction ; Zebra balığı = Zebrafish

Özet:
Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı, gelişimde, nöral büyüme, diferansiyasyonda ve rejenerasyonda önemli rollere sahiptir. Dolayısıyla, yolağın hatalı işleyişi pek çok kanser türüyle, kalıtsal hastalıkla ve nörodejeneratif bozuklukla ilişkilendirilmiştir. Bir çok çalışma yolak bileşenlerini aydınlatmasına rağmen yolağın ayrıntılı regülasyonu hala tam olarak bilinmemektedir. Wnt sinyal iletim mekanizmalarının ayrıntılı araştırılması yolağın hastalık oluşumundaki rollerini aydınlatacaktır. 
Bu çalışmada, sinaptik iletimde ve rejenerasyonda önemli rolleri olduğu bilinen purinerjik reseptörlerin Wnt/β-katenin yolağı ile bağlantısı araştırılmıştır. Yeni nesil RNA dizileme verileri arasından seçilen aday Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı hedef genleri olan zebrabalığı p2rx8 ve p2rx5 genlerinin gelişimsel süreçte rolleri araştırılarak p2rx5 geninin aşırı eksprese edildiğinde Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı aktivitesini engellediği ve gelişim sırasında somit oluşumu için gerekli olduğu tespit edilmiştir.
Ardından tüm tanımlanmış P2X purinerjik reseptörlerinin aşırı ekspresyonunun 
Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı üzerindeki etkisi araştırılmış ve p2rx1, p2rx3a, p2rx5, p2rx7 genlerinin Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı aktivitesini engellediği hem zebrabalığı embriyolarında hem de iki farklı insan hücre hattında gösterilmiştir. Son olarak, purinerjik reseptörler ile Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı arasındaki ilişkinin erişkin zebrabalığı kuyruk rejenerasyonunda incelenmesi için Tg(hsp70l:p2rx3a:EGFP) ve Tg(hsp70l:p2rx7:EGFP) transgenik balıkları üretilmeye başlanmıştır.
Bu çalışmayla birlikte nörodejeneratif hastalıklarda önemli rolleri olan purinerjik reseptörler ile Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı arasındaki ilişki, önemli bir rejenerasyon modeli olan zebrabalığında araştırılmış ve purinerjik reseptörlerin 
Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağı hedef genleri olduğu ve  purinerjik reseptörlerin de geri bildirim yoluyla Wnt/β-katenin sinyal iletim yolağını düzenlediği gösterilmiştir. Bu bulgular ile Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıkların mekanizmalarının anlaşılmasına ve hedeflenen tedavilerin geliştirilmesine katkı sağlanması hedeflenmiştir.

Abstract:
Wnt/β-catenin signalling pathway has essential roles in development, neural growth, differentiation and regeneration. Therefore, malfunctioning in the pathway has been associated with different types of cancer, genetic diseases and neurodegenerative disorders. Although most studies enlighten the pathway components, there are still unknown about its detailed regulation. Detailed research about Wnt signalling pathway and its mechanism will reveal pathway's critical roles in diseases.
In our studies, the interaction between Wnt/β-catenin signalling pathway and purinergic receptors, which their significant role is known in synaptic transmission and regeneration, is investigated. Zebrafish p2rx8 and p2rx5 genes, which are chosen candidates from RNA sequencing data for regulation of Wnt/β-catenin signalling pathway, were investigated in development. It was observed that Wnt/β-catenin signalling pathway is inhibited when zebrafish p2rx5 gene is overexpressed and it is necessary for proper somitogenesis during the development.
Then, all identified P2X purinergic receptors were investigated and it was observed that overexpression of  p2rx1, p2rx3a, p2rx5, p2rx7 genes inhibits Wnt/β-catenin signalling pathway activity in both embryos and cell culture. Lastly, we started to generate Tg(hsp70l:p2rx3a:EGFP) and Tg(hsp70l:p2rx7:EGFP) transgenic zebrafish lines in order to investigate the interaction between Wnt/β-catenin signalling pathway and purinergic receptors in zebrafish caudal fin regeneration.
Our study demonstrated that purinergic receptors, associated with their important roles in neurodegenerative diseases, are novel targets of Wnt/β-catenin signalling pathway and they also act as a negative feedback regulator. We aimed with this findings to contribute to understand better the mechanism of neurodegenerative diseases such as Alzheimer and develop new therapies.