HL-1 model hücrelerinde atriyal fibrilasyon patogenezinden sorumlu moleküler yolakların araştırılması
Investigation of molecular pathways responsible for atrial fibrillation in HL-1 cell line
Yazar: ALİ EMRE AKPINAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ŞIRLAK
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Atriyal fibrilasyon (AF) insidansı ve prevelansı giderek artan ve klinikte en çok rastlanan kardiyak aritmidir. AF sırasında meydana gelen hızlı ve düzensiz stimülasyon sonucunda atriyal yeniden biçimlenme ve kontraktil disfonksiyon meydana gelmektedir. Bu aritminin oluşumunda meydana gelen hücresel değişimlerin aydınlatılabilmesi için bu çalışmada HL- 1 fare kardiyomiyosit hücre hattına 24 saat boyunca dışarıdan elektriksel uyarımı sağlayarak
AF modeli oluşturulmuştur. Uyarımın 3, 6, 12 ve 24 saat sonunda RNA örmekleri alınarak dışardan uyarım verilmeyen kontrol hücre grubu arasındaki gen ifadesi profil değişimleri mikrodizin analizleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre her zaman diliminde ortak en az 2 kat ifade değişimi gösteren 251 gen olduğu tespit edilmiştir. Bu genlerin yer aldığı yolaklar Gene Ontoloji Veri Tabanı kullanılarak tanımlanmış ve genlerin başlıca
azalan kardiyak kas kasılması, kalp hızı regülasyonu, hipertrofik kardiyomiyopati, kalsiyum sinyal yolağı, MAPK sinyal yolağı, ve aritmojenik sağ ventriküler kardiyomiyopati yolaklarında zenginleştiği görülmüştür. İnsanda AF ile ilişkilendirilen iyon kanal yolaklarında yer alan SLC8A1, CACNA1G, CACNA1H, CASQ2 ve KCNH2 genlerinin
ifadelerinin anlamlı şekilde değiştiği bulunmuştur. Ayrıca kas kasılmasında önemli rolü olan MYH6 ve ACTN2 genlerinin ifadelerinde artış gözlenmiştir. Mikrodizin verilerinden elde edilen anlamlı değişen 7 gen seçilmiş ve bu 4 genin, eş-zamanlı kantitatif PZR ile mikrodizin verileri doğrulanmıştır. Bu çalışmada oluşturulan HL-1 AF modeli transkripsiyon verileri, insan AF miyositleri ile güçlü bir uyum olduğu göstermiş ve bulunan bazı genlerin hücreler
arası sinyal mekanizmasında yer alan öncü proteinlerini kodlayan genler olması bunların tedavi yaklaşımlarında hedef olabileceği düşünülmüştür.

Abstract:
The incidence and prevalence of atrial fibrillation (AF) is an increasing and most common clinical cardiac arrhythmia. As a result of rapid and irregular stimulation occurring during AF, atrial remodeling and contractile dysfunction occur. In order to elucidate the cellular changes occurring in the formation of this arrhythmia, an AF model was generated by providing external electrical stimulation to the HL-1 mouse cardiomyocyte cell line for 24
hours. Gene expression profile changes between the control cell group without external stimulation and the samples at the end of 3-, 6-, 12- and 24-hour stimulation were compared with microarray analysis following isolation of total RNA. According to the results obtained, it has been determined that there are 251 genes that show minimum 2-fold expression changes common in each time period. Pathways containing these genes have been identified using the Gene Ontology Database. These differentially expressed genes have been found to be enriched primarily in decreasing cardiac muscle contraction, heart rate regulation, hypertrophic cardiomyopathy, calcium signal pathway, MAPK signal pathway, and arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy pathways. It was found that the expressions of SLC8A1, CACNA1G, CACNA1H, CASQ2 and KCNH2 genes in human ion pathways associated with AF changed significantly. In addition, an increase in the expression of MYH6 and ACTN2 genes, which have an important role in muscle contraction,
has been determined. Seven significantly regulated genes from microarray data were selected and 4 of the genes were confirmed by Real-Time quantitative PCR. The transcription data of the HL-1 AF model created in this study showed a strong compatibility with human AF myocytes and some genes found to be genes encoding the leading proteins in the intercellular signaling mechanism were thought to be targeted in their treatment approaches.