Fare embriyonik kök hücrelerinden elde edilen astrositlerin dediferansiyasyon kapasitesinin incelenmesi
Investigation of dedifferentiation capacity of astrocytes generated from murine embryonic stem cells
Yazar: KEMAL UĞUR TÜFEKCİ
Danışman: PROF. DR. ŞERMİN GENÇ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı / Temel Sinirbilimler Bilim dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Astrositler = Astrocytes ; Fareler = Mice ; Fibroblast büyüme faktörü = Fibroblast growth factor ; Hücre farklılaşması = Cell differentiation ; Kök hücreler = Stem cells ; Nöral kök hücreleri = Neural stem cells

Özet:
Astrositlerin nöral kök hücreler üzerinden nöronlara dönüşmesi nörolojik hastalıklar ve beyin hasarlarının tedavisinde yeni bir yaklaşım olabilmektedir. Bu dönüşümü etkileyen faktörler tam olarak açıklanamamıştır ve bunların anlaşılması karmaşık hastalık modellerinde veya konvansiyonel hücre kültür sistemlerinde oldukça zordur. Bu mekanizmaların açıklaması için serumsuz ve kontrollü bir mikro-çevrede yaşayan saf ve homojen hücre popülasyonu olan Fare embriyonik kök hücrelerinden (EKH) elde edilen astrosit hücreleri (mAGES; Mouse Astrocytes Generated from Embryonic Stem Cells) kullanılmıştır. Bu hücreler Fibroblast büyüme faktörü (FGF; Fibroblast growth factor) ile muamele edildiklerinde tekrar hücre döngüsüne girerek prolifere olmaya başlamaktadır.  FGF Reseptörünün tirozin kinaz sinyallemesiyle Glial Fibriler Asidik Protein (GFAP) eksprese eden mAGES hücreleri Nestin ekprese eden Nöral Kök Hücrelere (NKH) dönüşmektedir. Yaptığımız fenotipik ve fonksiyonel karakterizasyonlara göre mAGES dediferansiyasyonu sonucu elde edilen hücreler EKH'lerden mAGES elde edilirken elde edilen NKH'lerle aynı olduğu belirlenmiştir. İnflamatuar aracı moleküllerin, özellikle İnterferon-gama (IFN-ɣ), mAGES hücrelerinin NKH'ye dediferansiyasyonunu önemli ölçüde engellemiştir. Bu mekanizmanın STAT1 fosforilasyonununa bağımlı olarak gerçekleştiği gösterildi. 
Bu çalışmada astrositlerin genetik manipülasyondan bağımsız olarak başka hücrelere dönüştüğü ortaya konuldu. Bu durum ilişkili sinyalleme aktivatörlerinin astrosit dediferansiyasyonunu nasıl baskıladığı veya tetiklediği ile astrositlerin bazı hastalıklarda NKH'lere neden dönüşemediklerini açıklamaktadır. Bu faktörlerin rollerinin açığa kavuşturulması beyin hasarı ve nörodejenerasyonda rejenerasyonu sağlayacak ilaç hedeflerinin belirlenmesine yardımcı olacaktır.

Abstract:
Conversion of astrocytic cells to neurons, through dedifferentiation to neural stem cells (NSC), can be an ideal approach to cure neurodegeneration and brain injuries. The signaling pathways regulating such a cell conversion are not fully elucidated, and it is quite challenging to determine in complex disease models or regular cell culture systems. In order to solve this problem, we established a serum-free, strictly controlled cellular model of pure and homogeneous "Mouse astrocytes generated from murine embryonic stem cells (mAGES)." mAGES cells proliferated by exposure to FGF and caused conversion of GFAP-expressing mAGES to nestin-expressing NSC. As a result of standard phenotyping, mAGES dedifferentiation gave rise to NSC which is similar to NSC lineage obtained directly by differentiation of ESC to neural cells. Inflammatory mediator molecules, especially interferon-gamma, affected mAGES de-differentiation and robustly debilitated the generation of NSCs from mAGES by STAT1 phophorylation independent of nitric oxide generation. Thus, in this project, signaling mechanism, which affect conversion of astrocytes without genetic manipulation, were described. The complex interaction between related signaling molecules promoting/inhibiting astrocyte dedifferentiation may disclose the reason why astrocytes ar not able to generate NSC in neurodegenerative diseases. Increased knowledge of such factors may provide innovative therapeutic opportunities to support such conversions as regeneration targets.