Sıçanlarda erken dönem sosyal izolasyonun neden olduğu davranış değişikliklerinde TLR4/NF-κB/GSK-3β sinyal yolunun incelenmesi
Investigati̇on of TLR4/NF-KB/GSK-3β signaling pathway in behavior changes caused by EARLY social isolation in rats
Yazar: HAVVA NUR ÖZÇETİN
Danışman: PROF. DR. HALE SAYAN ÖZAÇMAK
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Davranış değişiklikleri = Behavioral changes ; Glikojen sentaz kinazlar = Glycogen synthase kinases ; Nükleer faktör-kappa B = Nuclear factor-kappa B ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reseptörler-toll like = Receptors-toll like ; Sinyal nakli = Signal transduction ; Sosyal izolasyon = Social isolation ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Sosyal izolasyon, diğer canlılarla olan sosyal etkileşimin eksikliğidir. Kemirgenler gibi sosyal gruplarla yaşayan canlılarda sosyal izolasyon insanlarda gözlemlenen davranış değişikliklerine benzer sonuçlar gösterir. Nöropsikiyatrik bozukluklar yaşamın erken dönemlerinde başlar ve bu dönemde sosyal izolasyon gibi bir stres faktörüne maruz kalmak beyin gelişimini olumsuz yönde etkiler. 
Bu çalışmada amacımız erken dönem sosyal izolasyonun neden olduğu davranış değişikliklerinde TLR4/NF-κB/GSK-3β sinyal yolunun incelenmesidir. Literatürde depresyon hastalarında Toll-like reseptörler gibi doğuştan gelen bağışıklık proteinlerinin ekspresyonunda artış olduğu gösterilmiştir. Toll-like reseptör 4 beyinde ilk savunma hattını oluşturan ve adaptif bağışıklık tepkilerinin anahtar düzenleyicisidir. TLR4, bir diğer doğuştan gelen bağışıklık tepkisinde rol oynayan Nükleer Faktör kappa B'nin yoluyla mikroglial aktivasyonu tetikler. Glikojen sentaz kinaz-3β, TLR sinyal yolunun bir düzenleyicisidir ve NF-κB aktivitesini indükleyebilir. GSK-3β aktivitesi ayrıca oksidatif stres artışı ile de ilişkilidir. 
Çalışmamızda 18 adet erkek Wistar Albino cinsi sıçan kullanıldı. Sıçanlar kontrol ve deney grubu olarak ayrıldı. Kontrol grubundaki sıçanlar normal koşullarda barındırılırken deney grubundaki sıçanlar 6 hafta boyunca bireysel kafeslerde izole olarak barındırıldı. Zorlu yüzme testi ile depresyon benzeri davranış, açık alan testi ile anksiyete benzeri davranış değerlendirildi. TLR4, NF-κB, GSK-3β düzeyleri ELISA yöntemiyle ölçüldü. Prefrontal kortekste oksidatif stres belirteci olan malondialdehit ve antioksidant indirgenmiş glutatyon düzeyleri ölçüldü. Gruplar arası istatistiksel anlamlılık Mann-Whitney U testi ile belirlendi. Davranış testleri sonunda sosyal izolasyona maruz kalan sıçanlarda anksiyete ve depresyon benzeri davranışların arttığı gözlemlendi. Sonuç olarak sosyal izolasyonun nöroinflamasyona ve oksidatif stres artışına neden olarak depresyon benzeri davranışı tetikleyebileceği bulgusuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler: GSK-3β, NF-κB, Oksidatif stres, Sosyal izolasyon, TLR4

Abstract:
Havva Nur Özçetin, Investigation of TLR4/NF-κB/GSK-3β Signaling Pathway in Behavior Changes Caused by Early Social Isolation in Rats, Zonguldak Bülent Ecevit University, Health Sciences Institute, Department of Physiology, Master Thesis, Zonguldak, 2021.
Social isolation is the lack of social interaction with other creatures. Social isolation in animals living with social groups, such as rodents, shows similar results to behavioral changes observed in humans. Neuropsychiatric disorders begin in the early stages of life, and exposure to a stress factor such as social isolation during this period negatively affects brain development.
Our aim in this study is to examine the TLR4/NF-κB/GSK-3β signaling pathway in behavioral changes caused by early social isolation. In the literature, it has been shown that there is an increase in the expression of innate immune proteins such as Toll-like receptors in patients with depression. Toll-like receptor 4 is the first line of defense in the brain and is a key regulator of adaptive immune responses. TLR4 triggers microglial activation via Nuclear Factor kappa B, which plays a role in another innate immune response. Glycogen synthase kinase-3β is a regulator of the TLR signaling pathway and can induce NF-κB activity. GSK-3β activity is also associated with increased oxidative stress.
In our study, 18 male Wistar Albino rats were used. Rats were divided into control and experimental groups. While the rats in the control group were housed under normal conditions, the rats in the experimental group were kept in isolation in individual cages for 6 weeks. Depression-like behavior was evaluated with the forced swimming test, and anxiety-like behavior was evaluated with the open field test. TLR4, NF-κB, GSK-3β levels were measured by ELISA method. The levels of malondialdehyde, which is a marker of oxidative stress, and reduced glutathione, an antioxidant, were measured in the prefrontal cortex. Statistical significance between groups was determined by the Mann-Whitney U test. At the end of behavioral tests, it was observed that anxiety and depression-like behaviors increased in rats exposed to social isolation. As a result, it has been found that social isolation can trigger depression-like behavior by causing neuroinflammation and increased oxidative stress.	

Key Words: GSK-3β, NF-κB, Oxidative stress, Social isolation, TLR4