İndirekt inguinal herni patofizyolojisinde ELF5, KIF18A, NPTX1 ve COL23A1 genlerinin araştırılması
Investigation of ELF5, KIF18A, NPTX1 and COL23A1 genes in the pathophysiology of indirect inguinal hernia
Yazar: ERCAN GENÇ
Danışman: DOÇ. DR. TUGAY TARTAR
Fırat Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Çocuk Cerrahisi = Pediatric Surgery
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Herni-inguinal = Hernia-inguinal ; Herniler = Hernia ; Mikro RNA = Micro RNA ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Çocuklar = Children

Özet:
İndirekt inguinal herni (İİH); fetal dönemde testisin skrotuma inişi esnasında oluşan processus vaginalisin (PV) testisin inişini tamamlamasına rağmen kapanmaması nedeniyle açık kalan PV'ye batın içi organların girmesi sonucu oluşur. Tedavi edilmediği durumlarda doku, organ kaybı ve hayati tehlike oluşturma İhtimali vardır. İİH'ye neden olan PV'nin açık kalması, çevresel ve genetik faktörlerin etkisiyle multifaktöryel olarak gelişir. İİH etiyolojisinde genetik faktörlerin önemli rol oynadığı düşünülmekle birlikte bu konuda henüz yeterli düzeyde çalışma mevcut değildir. Çalışmamızda İİH etyolojisinde genetik faktörlerin etkisinin araştırılması amaçlandı. Sonuçlar SPSS 22 ile değerlendirldi.
Fırat Üniversitesi Çocuk Cerrahisi Kliniği'nde İİH nedeni ile ameliyat edilen 186 hasta çalışma grubunu, eşlik etmeyen inmemiş testisli 26 hasta da kontrol grubunu oluşturdu. Her iki grupta da kanda ve PV dokularında RNA izolasyonu yapılarak ELF5, KIF18A, NPTX1 ve COL23A1 genlerine ait ilgili primerler varlığında kantitatif mRNA düzey analizleri yapıldı. ELISA analiziyle de doku örneklerinde gen ifadesi en yüksek olan KIF18A'nın protein düzeyine bakıldı.
Çalışmamızda hasta grubunun %8,6 ' sında ailede inguinal herni (İH) öyküsü mevcuttu. Genetik değerlendirmede, Çalışma grubunda ELF5 (p<0,001), KIF18A (p<0,004) ve COL23A1 (p<0,001) genlerinin polimorfizim varyantların sonuçları kontrol grubundan anlamlı oranda yüksek bulundu. NPTX1 (p=0,712) değerleri gruplar arasında anlamsızdı. KIF18A (p=0,972) protein düzeyinde ise kontrol grubuna göre anlamlı farklılık tespit edilmedi. 
KIF18A'nın gen polimorfizmindeki artışı hücre bölünmesinin kontrolünde rol aldığını düşüdürmektedir. KIF18A artışının hücre bölünmesi için gerekli olduğu ve çeşitli kanser tiplerinde arttığı gösterilmiştir. Öncelikle H&E ile yapılan histopatolojik değerlendirmeler çocukluk çağındaki İH'lerde hem düz kas hücrelerinde (SMC; smooth musle cell) hem de mezotelyal hücrelerinde kontrole göre proliferasyonda belirgin bir artış olduğunu göstermiştir. Bu SMC'ler apoptotik süreçlerin bozuk olduğunun göstergelerindendir. Ayrıca, hücre bölünmesinin diğer bir belirteci olan Proliferating Cell Nuclear Antigen ekspresyonunda İH gruplarında kontrole göre arttığı gösterilmiştir. Verilerimiz İH dokularında hücre bölünmesindeki artışla paralel olarak KIF18A'nın arttığı sonucunu doğurmaktadır.
 Çalışmamızda ekspresyon artışı tespit ettiğimiz diğer bir gen ise COL23A1'dir. COL23A1'in başlıca ekspresyon bölgelerinden biri deridir. Artan ekspresyonu, hücre dışı matris döngüsünün varlığını ima eden prostat kanserinin nüksü ve metastazı ile ilişkilendirilmiştir. Bu aynı zamanda COL23A1'in fıtık gelişimine katılımını da destekleyebilir. Bu veriyi destekleyecek şekilde İH olgularında doku düzeyinde hücre bölünmesinin arttığı gösterilmiştir. Yaptığımız çalışmada bulgularımız COL23A1 artışının, artan hücre bölünmesine eşlik edebileceğini göstermektedir.
 ELF5 geninin yanlış ekspresyonu epitel hücrelerinin spesifikasyonunu ve farklılaşmasını bozabilir, bu nedenle muhtemelen skrotal herni etiyolojisinin dikkate değer bir özelliği olan epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) sürecine dahil olur. Yapılan bir çalışmada, mezotelyal hücre belirteci olan mezotelyal HBME-1 ekspresyonunun artmasının İH gruplarında peritoneal ve PV örneklerine göre immünohistokimyasal olarak anlamlı bir artış olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle bulgularımızdaki ELF5 artışı İH olgularında EMT artışı ile açıklanabilir.
 Çalışmanın sonuçlarına göre; PV kapanmasında etkili faktörler arasında ELF5, KIF18A ve COL23A1 genleri sayılabilecektir. Bununla birlikte daha fazla sayıda hasta ile ya da hayvan çalışması yapılarak, diğer genlerin de çalışıldığı daha geniş kapsamlı çalışmalara ihtiyaç olduğu ve bu çalışmaların İİH etiyolojisini aydınlatmada faydalı olacağı düşüncesindeyiz.
Anahtar kelimeler: Genetik, polimorfizm, inguinal herni, çocuk, ELF5, KIF18A, NPTX1 ve COL23A1

Abstract:
INVESTIGATION OF ELF5, KIF18A, NPTX1 AND COL23A1 GENES IN THE PATHOPHYSIOLOGY OF INDIRECT INGUINAL HERNIA
Indirect inguinal hernia (IIH); It occurs as a result of intra-abdominal organs entering the processus vaginalis (PV) which remains open due to the fact that the PV formed during the descent of the testis to the scrotum during the fetal period does not close despite the completion of the descent of the testis. If left untreated, there is a possibility of tissue, organ loss and life-threatening. The patency of PV, which causes IIH, develops multifactorially under the influence of environmental and genetic factors. Although genetic factors are thought to play an important role in the etiology of indirect innguinal hernia, there are not enough studies on this subject yet. In our study, we aimed to investigate the effect of genetic factors in the etiology of IIH. Results were evaluated with SPSS 22.
The study group consisted of 186 patients who were operated on due to IIH in the Fırat University Pediatric Surgery Clinic, and 26 patients with undescended testicle as the control group. Quantitative mRNA level analyzes were performed in the presence of relevant primers belonging to ELF5, KIF18A, NPTX1 and COL23A1 genes by RNA isolation from blood and PV tissues in both groups. With ELISA analysis, the protein level of KIF18A, which has the highest gene expression in tissue samples, was examined.
In our study, 8.6% of the patient group had a family history of inguinal hernia (IH). In genetic evaluation, the results of polymorphism variants of ELF5 (p<0.001), KIF18A (p<0.004) and COL23A1 (p<0.001) genes in the study group were found to be significantly higher than the control group. NPTX1 (p=0.712) values were insignificant between groups. There was no significant difference in the level of KIF18A (p=0.972) protein compared to the control group. 
The increase in the gene polymorphism of KIF18A suggests that it plays a role in the control of cell division. It has been shown that the increase in KIF18A is necessary for cell division and increases in various cancer types. First, histopathological evaluations with H&E showed a significant increase in proliferation in both smooth muscle cells (SMC; smooth musle cell) and mesothelial cells in childhood IH compared to control. These SMCs are indicators of impaired apoptotic processes. In addition, it was shown that the expression of Proliferating Cell Nuclear Antigen, another marker of cell division, increased in IH groups compared to the control. Our data lead to the conclusion that KIF18A increases in parallel with the increase in cell division in IH tissues.
Another gene that we found increased expression in our study is COL23A1. One of the major expression sites of COL23A1 is the skin. Its increased expression has been associated with recurrence and metastasis of prostate cancer, implying the presence of the extracellular matrix cycle. In support of this data, it has been shown that cell division is increased at the tissue level in IH cases. Our findings in our study show that the increase in COL23A1 may accompany increased cell division.
Misexpression of the ELF5 gene can impair the specification and differentiation of epithelial cells, thus it is likely involved in the epithelial-mesenchymal transition (EMT) process, which is a notable feature of scrotal hernia etiology. In a study, it was shown that increased expression of mesothelial HBME-1, a mesothelial cell marker, was a significant immunohistochemically increase in IH groups compared to peritoneal and PV samples. Therefore, the increase in ELF5 in our findings can be explained by the increase in EMT in IH patients.
According to the results of the study; ELF5, KIF18A and COL23A1 genes can be counted among the effective factors in PV closure. However, we think that there is a need for more comprehensive studies with more patients or animal studies, in which other genes are studied, and these studies will be useful in illuminating the etiology of IIH.
Keywords: Genetics, polymorphism, inguinal hernia, children, ELF5, KIF18A, NPTX1 and COL23A1