Renal iskemi reperfüzyon modelinde mirna profillenmesi
Mirna profiling in renal ischemia reperfusion model
Yazar: HATİCE İLAYHAN KARAHAN ÇÖVEN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SOYÖZ
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Amaç: Renal iskemi-reperfüzyon (İR) hasarı sonrasında mikroRNA (miRNA) profillerindeki değişiklikleri belirleyip bu değişikliklerin gen ifadesi profilinde meydana getirebileceği etkilerle hasarın şiddeti veya iyileşme sürecindeki potansiyel rolünü araştırmak amaçlanmıştır.
Yöntem: Renal İR modeli için 6 haftalık Wistar Albino Ratlar (WAR) kullanıldı. Böbreklere 45 dakikalık bilateral iskemi uygulandı ve 24 saatlik reperfüzyon sonrası böbrek dokuları toplandı. Nükleik asit izolasyonu gerçekleştirildikten sonra yeni nesil sekanslama yöntemi (NGS) ile miRNA ifade profili belirlendi. Daha sonra, miRNA'ların mesajcı RNA (mRNA) ifadelerindeki değişikliklere etkilerini belirlemek için aynı örneklerin NGS yöntemi ile mRNA profilleri belirlendi. Sonuçlar biyoinformatik yazılımlarla analiz edildi.
Bulgular: İR sürecinde böbrek dokusunda belirgin miRNA ifade değişiklikleri gözlendi. Özellikle rno-miR-542-3p.2,  rno-miR-26a-5p, rno-miR-151-5p, rno-miR-21-3p.2, rno-miR-21-5p.2 gibi miRNA'ların ifadelerindeki değişim saptandı. Ayrıca bu profilde rat modelinde yeni miRNA'lar ve miRNA varyantları (izomiR'ler) tespit edildi. Bu miRNA'ların potansiyel hedefleri olabilecek Timd4, Spata21, Fcna, Cd209b, Cpa1, Ccl7, Havcr1, Cdkn3 gibi genlerin ifadelerinde değişimler tespit edildi. Bu miRNA ve genler immün yanıt, oksidatif stres, DNA onarım mekanizması, hücre ölümü, hücre sinyalizasyonu ile ilişkili birçok süreçte rol oynamaktadır. Ayrıca, NGS için hazırlanan kütüphanelerde nükleik asit izolasyon kitlerinin farklı olmasının farklı profiller elde edilmesine neden olduğu saptandı.
Sonuç: Sonuç olarak bu tez çalışmasında, renal İR sürecinde miRNA profillerinin dinamik değişiklikleri ortaya konuldu. Bu bulgular, miRNA'ların renal İR hasarının sonrasında potansiyel rolünü vurgulayarak gelecekteki terapötik hedeflerin ve tanısal işaretçilerin geliştirilmesine yol açabilir.
Anahtar kelimeler: İskemi-Reperfüzyon Hasarı, miRNA Profilleme, Biyoinformatik Analizler
Bu tez çalışması, İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 2022-TDR-SABE-0005 proje numarasıyla, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) Araştırma Destek Programları Başkanlığı'nın 2214-A Yurt Dışı Doktora Sırası Araştırma Burs Programı Destek Programıyla 2022 yılı 1. Dönem 1059B142200614 proje numarası ile ve 323S439 proje numaralı 1002-B Acil Destek modülüyle desteklenmiştir.

Abstract:
Aim: It was aimed to determine the changes in microRNA (miRNA) profiles after renal ischemia-reperfusion (IR) injury and to investigate the effects of these changes on the gene expression profile and their potential role in the severity of injury or the healing process.
Methods: 6-week-old Wistar Albino Rats (WAR) were used for the renal IR model. 45-minute bilateral ischemia was applied to the kidneys and kidney tissues were collected after 24-hour reperfusion. After nucleic acid isolation, miRNA expression profile was determined by next-generation sequencing (NGS). Then, messenger RNA (mRNA) profiles of the same samples were determined by NGS method to determine the effects of miRNAs on changes in mRNA expressions. The results were analyzed with bioinformatics software.
Results: Significant miRNA expression changes were observed in the kidney tissue during the ischemia and reperfusion process. Especially changes in the expressions of miRNAs such as rno-miR-542-3p.2, rno-miR-26a-5p, rno-miR-151-5p, rno-miR-21-3p.2, rno-miR-21-5p.2 were detected. In addition, new miRNAs and miRNA variants (isomiRs) were detected in this profile in the rat model. Changes were detected in the expressions of genes such as Timd4, Spata21, Fcna, Cd209b, Cpa1, Ccl7, Havcr1, Cdkn3, which may be potential targets of these miRNAs. These miRNAs and genes play a role in many processes related to immune response, oxidative stress, DNA repair mechanism, cell death, and cell signaling. In addition, it was determined that different nucleic acid isolation kits in libraries prepared for NGS caused different profiles to be obtained.
Conclusion: As a result, in this thesis study, dynamic changes in miRNA profiles during renal IR process were revealed. These findings emphasize the potential role of miRNAs after renal IR injury and may lead to the development of future therapeutic targets and diagnostic markers.
Keywords: ischemia-reperfusion injury, miRNA profiling, bioinformatics analyses
This thesis was supported by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Izmir Katip Çelebi University with the project number 2022-TDR-SABE-0005, by the Research Support Programs Directorate of the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBİTAK) 2214-A International Doctoral Research Scholarship Program Support Program with the project number 1059B142200614, and by the 1002-B Emergency Support module with the project number 323S439.