İnsan somatik hücrelerinin uyarılmış plüripotent kök hücrelere yeniden programlanması sürecinde arilhidrokarbon reseptörü sinyalizasyonundaki değişimlerin incelenmesi
Investigation of the alterations in arylhydrocarbon receptor signaling during reprogramming of somatic cells towards ipscs.
Yazar: SENA SEVİNDİ
Danışman: PROF. DR. FAHRİYE DUYGU ÇETİNKAYA
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı / Kök Hücre Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Aril hidrokarbon = Aryl hydrocarbon ; Hücre programlama = Cell programming ; Ksenobiyotikler = Xenobiotics ; Kök hücreler = Stem cells ; Plüripotensi = Pluripotency ; Reseptörler = Receptors ; Somatik hücreler = Somatic cells

Özet:
Somatik hücrelerin in-vitro ortamda yeniden programlanarak uyarılmış pluripotent kök hücrelerin (uPKH) geliştirilmesi, hastalık modelleme, ilaç araştırmaları için önemli fırsatlar sunmaktadır. Somatik hücrenin plüripotentliğe doğru de-diferansiyasyonla yeniden programlanma (Reprogramming, YP) sürecinde etkili mekanizmaların aydınlatılması ve optimal koşulların oluşturulmasına yönelik bilgi ve deneyim kazanılması gerekmektedir. Bu tez çalışması, uPKH'lerin YP aşaması ve kültürde çoğaltma sürecinde, bir zenobiyotik reseptörü olan ve hücre kaderinin yönlendirilmesinde kilit rol oynayan Arilhidrokarbon Reseptör (AhR) sinyalizasyonunun değişimleri araştırmak üzere planlanmıştır. AhR sinyalizasyonunun yeniden programlanma sürecindeki değişimlerinin incelenmesi amacıyla yapılan deneylerde başlangıç hücresi olarak mezenkimal kök hücreler kullanılmış, OSKM faktörlerinin aktarımı epizomal plazmitlerin elektroporasyonuyla gerçekleştirilmiştir. Yeniden programlanmanın ilk yedi günlük süreci ve ardından belirlenen zaman aralıklarında ve ileri pasaj uPKH'lerde, hücrelerin morfolojik değişimleri ve AhR sinyalizasyonu ilişkili gen/protein ifadeleri, somatik hücre/MKH kimliğinin kaybı, mezenkimal-epitelyal geçiş (MET) ve plüripotensi-ilişkili gen ifadeleri araştırılmış, ayrıca AhR agonist (FICZ) ve antagonist (StemRegenin-1) kullanımı ile ön deneyler yapılmıştır. MKH'lerin YP sürecinde AhR ve ilişkili moleküllerin uyarıldığı gözlemlenmiştir. İleri pasaj uPKH'lerde ise AhR gen ifadesinin baskılandığı, AHRR ve pluripotensi ile artan IDO-1 (İndoleamin-pirol 2,3-dioksijenaz)'in ifadesinin arttığı gösterilmiştir. Bu bulguların, hücre biyolojisi ve köklülük durumunun belirlenmesinde AhR sinyalizasyonunun regülatör rolünü düşündürmüştür.
Anahtar Kelimeler: Uyarılmış plüripotent kök hücre, yeniden programlama, zenobiyotik, plüripotensi, Aril hidrokarbon Reseptörü (AhR).
Bu çalışma Hacettepe Üniversitesi BAP, TYL-2022-19977 No.lu proje kapsamında desteklenmiştir.

Abstract:
Generation of induced pluripotent stem cells (iPSC) by reprogramming somatic cells in-vitro, offers significant opportunities for disease modeling and drug research. In the reprogramming process of the somatic cell with de-differentiation towards pluripotency, it is necessary to gain knowledge and experience to elucidate the effective mechanisms and to create optimal conditions. This thesis study was planned to investigate the changes in Arylhydrocarbon Receptor (AhR) signaling, which is a xenobiotic receptor and plays a key role in the regulation of cell fate, during reprogramming and culturing of iPSCs. Mesenchymal stem cells (MSCs) were used as source cells to investigate the changes in AhR signaling during reprogramming through the transfer of OSKM factors by electroporation of episomal plasmids. The morphological changes of the cells and AhR signaling-related gene/protein expressions, loss of somatic cell/MSC identity, mesenchymal-epithelial transition (MET) -related and pluripotency-related gene expressions were investigated during the first seven-day period of reprogramming and then at specified time intervals, and in mature iPSCs. Preliminary experiments were carried out with the use of AhR agonist (FICZ) and antagonist (StemRegenin-1). Upregulation of AhR and related molecules were noted during reprogramming process of MSCs towards pluripotency. On the other hand AhR gene expression was suppressed in characterized iPSCs when compared to the cells at reprogramming stage. This was associated with upregulated expression of AHRR and IDO-1 shown to increase with pluripotency. These preliminary findings suggested a possible regulatory role of AhR signaling in determining stemness and cell fate.
Keywords: Induced pluripotent stem cells, Reprogramming, xenobiotic, pluripotency, Aryl hydrocarbon Receptor (AhR).
This study was supported by Hacettepe University BAP, project numbered TYL-2022-19977.