Deneysel obezite oluşturulmuş fare modellerinde egzersizin mitofaji yolağı üzerine etkisinin incelenmesi
The investigation of the effect of exercise on mitophagy pathway in experimental obesity-induced mouse models
Yazar: ŞERMİN DURAK
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR ÜMİT ZEYBEK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı / Moleküler Tıp Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Egzersiz = Exercise ; Fareler = Mice ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Mitofaji = Mitophagy ; Obezite = Obesity

Özet:
Obezite, diyetle alınan kalorinin metabolik ve fiziksel aktivite yoluyla harcanan kaloriden fazla olmasından kaynaklanan kronik bir hastalıktır. Obezitenin neden olduğu kronik inflamasyon ve oksidatif stres reaktif oksijen türlerinin artmasına neden olmaktadır. Hücrede mitokondri miktarının ve kalitesinin düzenlenmesi bakımından esas olan mitofaji, fonksiyonu bozulmuş olan mitokondri organelinin seçici olarak ortadan kaldırılmasını sağlayan bir süreçtir. Erişkin obezitesi yönetiminde vurgulanan başlıklardan biri olarak egzersizin, antioksidan enzim aktivetelerini ve mitokondri sayısında artırdığı, hücre içinde ROS kaynaklı olumsuz etkileri ortadan kaldırabildiği bildirilmiştir. 

Çalışmamızda yüksek yağlı diyetle beslediğimiz ve egzersiz ile indüklediğimiz farelerin kalp, karaciğer ve adipoz dokularında mitofaji ve otofaji yolağında önemli rol oynayan PINK1, PARKIN, MFN1 & ATG3 genlerinin mRNA ekspresyonlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmamızda gerçek-zamanlı/kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR) yöntemi kullanılmıştır. 

ATG3 ve PINK1 mRNA gen ekspresyonları egzeriz grubu kalp karaciğer ve adipoz dokularında, hem kontrol hemde obez grubuna kıyasla anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). Obez grupta ise sadece adipoz dokuda ATG3 ve PINK1 mRNA ekspresyonları kontrol grubu adipoz dokusuna kıyasla anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). MFN1 ve PARKIN mRNA gen ekspresyonları egzersiz grubu kalp ve karaciğer dokularında kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). Obez grupta ise PARKIN ve MFN1 mRNA ekspresyonları kalp dokusunda kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak artarken, karaciğer dokusunda kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak azalmıştır (p<0.05). 

Çalışmamız yüksek yağlı diyetle beslenen ve egzersiz yapan farelerin kalp, karaciğer ve adipoz dokularında mitofaji ilişkili genler olan PINK1, PARKIN, MFN1 ve ATG3 mRNA ekspresyonlarını beraber inceleyen ve ilk bulguları teşkil eden bir araştırma olması bakımında literatüre önemli katkı sağlayacağını düşünmekteyiz.

Abstract:
Obesity is a chronic disease that results from intake of dietary calories more than calories consume through metabolic and physical activity. Chronic inflammation and oxidative stress caused by obesity cause an increase in reactive oxygen species.  Mitophagy, which is essential in regulating the amount and quality of mitochondria in the cell, is a process that selectively eliminates the dysfunctional mitochondria organelle. Exercise plays important role in treatment of adult obesity that increases antioxidant enzyme activities and the number of mitochondria, and can eliminate the adverse effects of ROS in the cell. 
Our study aimed to examine the mRNA expressions of PINK1, PARKIN, MFN1 & ATG3 genes, which play an important role in the mitophagy and autophagy pathways in the heart, liver and adipose tissues of mice fed a high-fat diet and induced by exercise. Real-time/quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) method was used in our study. 
ATG3 and PINK1 mRNA gene expressions were found statistically significantly increased in the heart, liver, and adipose tissues of the exercise group compared to both the control and obese groups (p<0.05). ATG3 and PINK1 mRNA expressions were significantly increased in adipose tissue of the obese group compared to the adipose tissue of the control group (p<0.05). MFN1 and PARKIN mRNA gene expressions were significantly increased in the heart and liver tissues of the exercise group compared to the control group (p<0.05). PARKIN and MFN1 mRNA expressions were significantly increased in the heart tissue of the Obese group compared to the control group, while it was significantly decreased in the liver tissue compared to the control group (p<0.05).
Our study will make an important contribution to the literature in terms of being a study that examines the mitophagy-related genes PINK1, PARKIN, MFN1 and ATG3 mRNA expressions together in the heart, liver and adipose tissues of mice fed a high-fat diet and exercised.