SCCA genlerinin astımla ilgili genetik değişikliklerinin saptanması ve astım patolojisi üzerine etkilerinin araştırılması
Detection of SCCA genes variations relevant to asthma and investigation of effect on the asthma pathology
Yazar: İBRAHİM ÇAĞATAY KARAASLAN
Danışman: PROF. DR. CİHAN ÖNER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
Astım, genetik ve çevresel faktörlerin birlikte rol oynadığı karmaşık bir genetik hastalıktır. Hastalıkla ilişkili genler ile bu genlerin işlevsel olduğu metabolik yolların ortaya konması, astım tanısı ve tedavisinde yeni açılımlar sağlayacaktır.Sağlıklı bir akciğerde, proteaz ve proteaz inhibitörleri denge içerisinde çalışarak doku homeostazını, yenilenme ve tamir gibi olayları düzenler. Astım gibi inflamatuvar akciğer hastalıklarında proteaz aktivitesinde artış gözlemlenir. Proteaz ve proteaz inihibitörleri arasındaki dengenin bozulması iç kaynaklı ve dış kaynaklı proteaz miktarındaki artışa bağlı olabilir. Astım patogenezinde proteaz inhibitörlerin rollerini açıklayan bazı kanıtlar bulunsada, bunlar tüm mekanizmayı açıklamak için yeterli değildir.Son dönemde yapılan çalışmalar Skuamoz Hücre Kanser Antijen 1 ve Skuamoz Hücre Kanser Antijen 2 (SCCA1 ve SCCA2) proteinlerinin astım patogenezi ile ilişkili olabileceğini göstermesine karşın proteinlerin etki mekanizmalarıyla ilişkili bilgilerimiz son derece sınırlıdır.Bu tez çalışmasının amacı, SCCA1 ve SCCA2 genlerinin astımda oynadıkları rolleri belirlemek ve günümüzde tam olarak anlaşılamamış astım patogenezinin açıklamasına katkıda bulunmaktır.Bu amaç doğrultusunda, SCCA1 ve SCCA2 genlerinin 5? uç bölgelerinin astımla ilişkili olabilecek genetik varyasyonları DNA dizi analiz yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Bulunan varyasyonların astım tanısı ve astım fenotipi ile olan ilişkisi incelenmiştir.SCCA1 proteininin hücre ölümü ve musin salınımı üzerine olan etkisi hücre kültür yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Son olarak astım patolojisinde önemli rolü olan eozinofillerde, bazal ve sitokinlerle uyarılmış düzeylerde SCCA1 ifadesi araştırılmıştır.Bu çalışmada, SCCA 1 geninin promotor bölgesinde atopik astımla ilişkili olabileceği öngörülen polimorfizmler saptanmıştır. Astımlı ve sağlıklı bireyler arasında polimorfizmlerin görülme sıklığında önemli bir fark bulunamamasına karşın, homozigot polimorfizmlerin görülme sıklığı atopik astımlılarda, atopik olmayanlara göre daha yüksek bulunmuştur. A549 akciğer epitel hücreleri ile yapılan hücre kültür çalışmalarında SCCA1 proteininin hidrojen peroksit ile uyarılan hücre ölümünü (olası apopitoz) engellediğine ve musin ifadesini transkripsiyonal düzeyde baskıladığına dair bulgular elde edilmiştir.Elde edilen sonuçlar, SCCA1 proteinin astım patogenezinde proteaz inhibitör etkisinden farklı hücresel yollar üzerinde de etkili olabileceğini düşündürmektedir.

Abstract:
Asthma is a complex genetic disease in which both genetic and environmental factors play a role. Revealing disease related genes and the metabolic pathways will provide new developments for the diagnosis and treatment of asthma.In the healthy lung, protease and protease inhibitor work in balance for tissue homeostasis and regulation of regeneration and repair processes. Increased protease activity has been observed in the inflammatory lung diseases such as asthma. Disruption of protease and their inhibitors balance may depend on rising endogenous and exogenous protease amount. Even though some evidence found for protease inhibitors? role in asthma pathogenesis, these are not enough for explanation of whole mechanism.Although recent studies showed that Squamous Cell Carcinoma Antigen 1 and Squamous Cell Carcinoma Antigen 2 (SCCA1 and SCCA2) proteins which are protease inhibitors could be related to asthma pathogenesis. Our knowledge about these proteins role in asthma pathogenesis is very limited.The goal of this thesis studies is to determine the role of SCCA1 and SCCA2 genes in asthma and make contribution to the unrevealing of not accurately understood pathogenesis of asthma.Through this goal, genetic variations in the 5? end regions of the SCCA1 and SCCA2 genes are investigated with DNA sequence analysis. Relation of the variations with asthma diagnosis and asthma phenotype is investigated; effect of polymorphisms found in the promoter region of SCCA1 on promoter activity is examined.Effect of SCCA1 protein on cell death and mucin secretion is investigated with cell culture method. Finally in eosinophils, that have an important role in asthma pathogenesis, SCCA1 expression in basal and cytokine stimulated levels is examined.In this study, in SCCA1 gene?s promoter region, polymorphisms that can be related to asthma are determined. Although the frequency of polymorphisms were not found significantly different between asthmatic and healthy individuals, the frequency of homozygous polymorphisms in atopic asthma are found to be higher than non atopic type. In cell culture studies with A549 lung epitelial cells, evidences found that SCCA1 protein prevents cell death (probable apoptosis) induced by hydrogen peroxide and suppresses mucin expression at the transcriptional level.Obtained results suggested that in asthma pathogenesis SCCA1 protein could be effective on cellular pathways other than protease inhibitor effect.