Ligamentum flavum hipertrofisinde FGF16 ve FGF20 proteinlerinin rolü
The role of FGF16 and FGF20 proteins in ligamentum flavum hypertrophy
Yazar: FATİH KOÇ
Danışman: DOÇ. DR. HALİL CAN KÜÇÜKYILDIZ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery

Özet:
Ligamentum flavum hipertrofisi (LFH) omurga dejenerasyon sürecinin ilk basamaklarından biridir. Ligamentum flavum hipertrofisinde mekanik stres ve bunun sonucunda flavum dokusunda fibrozis ve skar oluşumu öne sürülen ana patofizyolojidir.  Fibrozis ve skar oluşumuna neden olan büyüme faktörleri arasında TGF (Transforming Growth Faktör), FGF (Fibroblast Growth Faktör) ve VEGF (Vasküler Endotelyal Growth Faktör) tanımlanmıştır. TGF üzerine birçok çalışma yapılmasına rağmen FGF üzerine yeterli çalışma yoktur. FGF üzerine yapılan çalışmalarda FGF9'un ligamentum flavum hipertrofisinde ekspresyonunun arttığı gösterilmiştir. Biz bu çalışmamızda FGF9 ile aynı alt ailede bulunan FGF16 ve FGF20'nin ligamentum flavum hipertrofisinde ekspresyon düzeylerini araştırdık.
Çalışmamızda kliniğimize seviye ayırt etmeksizin lomber dejeneratif omurga hastalığı ile başvuran lomber disk hernisi, lomber spinal dar kanal ve dekompresyon ihtiyacı olan lomber spondilolistezis hastalarının preop çekilen MR görüntülerinden ligamentum flavum kalınlıkları ölçülmüştür. 5 mm'nin altında ligamentum flavumu olan 74 adet hasta, kontrol grubu; 5 mm'nin üzerinde ligamentum flavumu olan 85 hasta, hasta grubu olarak belirlenmiştir. Hasta ve kontrol grubunda yer alan hastaların ligamentum flavum dokuları alınarak biyokimya laboratuvarına ulaştırılmıştır.
Çalışma için çıkarılan ligamentum flavum parçaları hassas terazide tartıldı. Dokuların 100 mg'lık kısmı öncelikle küçük parçalara ayrıldı, sonrasında pH 7.4 1.5 ml PBS (Fosfat buffer salin) içerisinde homojenizatör cihazında homojenize edildi. Homojenize dokular 2000-3000 rpm da 20 dakika santrifüj edildi. Oluşan homojenattan elde edilen süpernatant içerisindeki FGF16 ve FGF20 düzeyleri 96'lık ELİZA kitleri ile belirlendi.
Yapılan istatistik sonucunda hasta ve kontrol grubu arasında FGF16 ve FGF20 sonuçları benzer olarak bulundu.  L4-L5 seviyesinden toplanan ligamentum flavum dokusundaki FGF16 düzeyinin ligamentum flavum hipertrofisi olan grupta kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde azaldığı, FGF20 düzeyinin ise ligamentum flavum hipertrofisi olan grupta kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde arttığı bulundu. Çalışmamızda ligamentum flavum hipertrofisinde FGF16'nın duyarlılığı %62, özgüllüğü %61; FGF20'nin duyarlılığı %61, özgüllüğü %60 olarak bulundu.
Bizim çalışmamız ligamentum flavum hipertrofisinin moleküler düzeydeki patofizyolojisinin ne kadar karmaşık olduğunu gösteren özgün bir çalışmadır. Çalışmamız ligamentum flavum hipertrofisinde sadece TGF yolaklarının değil FGF'nin de katkısı olduğunu gösteren ilk çalışmadır. İlave ve çok denekli çalışmalar ile ligamentum flavum hipertrofisinin patofizyolojisinde FGF yolaklarının daha detaylı ortaya konması mümkün olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Lomber Spinal Dejenerasyon, Ligamentum Flavum Hipertrofisi, FGF16, FGF20

Abstract:
Ligamentum flavum hypertrophy (LFH) is one of the initial stages in the process of spinal degeneration. Mechanical stress, leading to fibrosis and scar formation in the ligamentum flavum tissue, is proposed as the primary pathophysiology of LFH. Among the growth factors responsible for fibrosis and scar formation, Transforming Growth Factor (TGF), Fibroblast Growth Factor (FGF), and Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) have been identified. While TGF has been extensively studied, research on FGF remains limited. Existing studies on FGF have demonstrated increased expression of FGF9 in ligamentum flavum hypertrophy. In this study, we investigated the expression levels of FGF16 and FGF20, which belong to the same subfamily as FGF9, in ligamentum flavum hypertrophy. 
In our study, lumbar ligamentum flavum thicknesses were measured using preoperative MRI images from patients presenting to our clinic with lumbar degenerative spinal conditions, including lumbar disc herniation, lumbar spinal stenosis, and lumbar spondylolisthesis requiring decompression. Patients with ligamentum flavum thicknesses below 5 mm were classified as the control group (n = 74), while those with thicknesses above 5 mm formed the patient group (n = 85). Ligamentum flavum samples were collected from both groups and sent to the biochemistry laboratory for analysis. 
The ligamentum flavum specimens obtained for the study were weighed on a precision scale. A 100 mg portion of each tissue sample was finely divided and subsequently homogenized in 1.5 ml of phosphate-buffered saline (PBS) at pH 7.4 using a homogenizer. The homogenized samples were centrifuged at 2,000–3,000 rpm for 20 minutes. FGF16 and FGF20 levels in the resulting supernatants were determined using 96-well ELISA kits. 
Statistical analysis revealed similar FGF16 and FGF20 levels between the patient and control groups. However, FGF16 levels in ligamentum flavum tissues collected from the L4–L5 segment were significantly lower in the patient group compared to the control group, while FGF20 levels were significantly higher in the patient group. Sensitivity and specificity for FGF16 in detecting ligamentum flavum hypertrophy were 62% and 61% respectively; for FGF20, sensitivity was 61% and specificity was 60%. 
Our study is a novel contribution to understanding the molecular pathophysiology of ligamentum flavum hypertrophy. It is the first study to demonstrate the involvement of FGF pathways, in addition to TGF pathways, in LFH. Further large-scale studies are needed to elucidate the detailed role of FGF pathways in the pathophysiology of ligamentum flavum hypertrophy.
Keywords: Lumbar Spinal Degeneration, Ligamentum Flavum Hypertrophy, FGF16, FGF20