İnsan adipoz-kökenli mezenkimal kök hücrelerin mikroyerçekimi ve yerçekimi şartlarında adipojenik farklılaşmasının karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative evaluation of the adipogenic differentiation of adipose-derived mesenchymal stem cells under microgravity and gravity conditions
Yazar: GÜLHAN ERDEM SUBAK
Danışman: PROF. DR. YAŞAR MURAT ELÇİN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Kök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Adipoz doku = Adipose tissue ; Kök hücreler = Stem cells ; Linolenik asitler = Linolenic acids ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Uzay = Space ; Uzay projeleri = Space projects ; Yaşam = Life ; Yer çekimi = Gravity

Özet:
Uzay araştırmaları teknolojilerinin gelişmesi ile beraber astronotların uzayda kalma süreleri artmıştır. Yörünge süresindeki artış ile beraber astronotlarda çeşitli sağlık problemleri görülmeye başlanmıştır. Uzun süre mikroyerçekimi koşullarında yaşayan astronotlarda kemik kütlesinde kayıp görülürken, yağ kütlesinde artış olduğu da gösterilmiştir. Bu bulgulara ek olarak, mikroyerçekimi biyoreaktörlerinde yapılan osteojenik kültür ortamında osteogenez azalırken, adipogenezin yükseldiği de belirlenmiştir. 
Bu çalışmada adipoz-kökenli mezenkimal kök hücrelerin, NASA tarafından geliştirilen ve mikroyerçekimi koşullarını sağlayan döner duvarlı kap (DDK) biyoreaktöründe adipojenik farklılaştırma vasatı içerisinde kültürü yapılmıştır. Ek olarak bu çalışmada, cis-9,cis-12 linoleik asitin adipojenik indükleyici vasata eklendiği ve eklenmediği vasat şartlarının adipogenez üzerine olan etkileri incelenmiştir. Standart kültür koşullarında ve DDK biyoreaktöründe 11 gün süresince kültürü sürdürülen AMKH'lerde adipojenik belirteçler olan PPARγ2, leptin, adipsin ve adiponektinin ifade edilme düzeyleri, immünohistokimyasal analizler ve eş-zamanlı PCR yöntemleri ile incelenmiştir. 
Yapılan incelemeler sonucunda PPARγ2, leptin, adipsin ve adiponektinin ifade edilme düzeylerinin mikroyerçekimi koşullarında arttığı belirlenmiştir. Ayrıca, DDK biyoreaktöründeki 72 saatlik kültürün sonunda adipoz-kökenli mezenkimal kök hücrelerin küresel formda öbekler oluşturarak üç boyutlu mikrodokusal yapılara dönüştüğü gözlemlenmiştir. Adipojenik vasata cis-9,cis-12 linoleik asit ilavesinin PPARγ2 ifade düzeyinin azalmasına yol açtığı; diğer yandan leptin, adipsin ve adiponektin ifade düzeylerini anlamlı derecede arttırdığı da belirlenmiştir. 
Sonuç olarak çalışmada, mikroyerçekimi koşullarının adipogenezi teşvik ettiği, ilgili gen ifadelerindeki değişimlere dayalı olarak belirlenmiştir. Mikroyerçekimi koşullarının hücre kümelenmelerini ve üç boyutlu yapıların oluşumunu desteklediği görülmüştür. Bir diğer sonuç olarak, cis-9,cis-12 linoleik asit katkısının olgun adiposit farklılaşmasını baskıladığı saptanmıştır.

Abstract:
The duration of astronauts in space has increased with the development of space exploration technologies. With increased orbit time, astronauts experience various health problems. Experiencing long durations of microgravity causes loss of bone mass and increase in fat mass in astronauts. Similarly, culture studies performed in osteogenic culture medium and simulated microgravity report decreased osteogenesis with increased adipogenesis.
In this study, we used Rotating Wall Vessel to simulate microgravity effect developed by NASA. We cultured adipose-derived mesenchymal stem cells with adipogenic medium in microgravity and normal conditions. We also investigated the effects of adipogenic medium with and without cis-9,cis-12 linoleic acid on adipogenesis. After 11 days of culture, we evaluated the expression of PPARγ2, leptin, adipsin and adiponectin by immunohistochemical stainings and by real-time PCR techniques.
IHC and real-time PCR studies showed increase in expression of PPARγ2, leptin, adipsin and adiponectin in simulated microgravity. Furthermore, adipose-derived mesenchymal stem cells cultured in the Rotating Wall Vessel displayed spherical shape and formed three-dimensional structures upon 72 hours of culture under microgravity conditions. In addition to these results, cis-9,cis-12 linoleic acid increased the expression of PPARγ2, and decreased the expression of leptin, adipsin and adiponectin.
As a result, the microgravity conditions increases adipogenesis. Microgravity conditions alter cell shape and forms three-dimensional spherical cell clusters. Further, cis-9,cis-12 linoleic acid was found to suppress the mature adipocyte differentiation.