İnsülin direnci geliştirilmiş H9C2 hücre hatlarında epigenetik değişimlerin çinko transporterları üzerindeki rolü
The role of epigenetic changes on zinc transporters in insulin resistant induced H9C2 cell lines
Yazar: İREM AKTAY
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN TUNCAY ; PROF. DR. BELMA TURAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyoloji = Biology
Dizin: Epigenetik = Epigenetic ; Hücre dizisi = Cell line ; Kardiyovasküler hastalıklar = Cardiovascular diseases ; Reseptörler-insülin = Receptor-insulin ; Çinko = Zinc ; Çinko taşıyıcı protein = Zinc carrier protein ; İnsülin = Insulin ; İnsülin direnci = Insulin resistance

Özet:
Uzun yıllardır kardiyovasküler hastalık (KVH), dünya çapında önde gelen ölüm nedeni olmuştur. Bunun en önemli nedenlerinden bazıları, nüfus artışı, yaşlanan toplum ve hastalıklardaki epidemik değişimlerdir. KVH, kalp ve damar bozuklularının bir bütünü olabildiği gibi ayrı ayrı sistemlerden de kaynaklanmaktadır. İnsülin direnci organizmada metabolik faaliyetlerin; hücrenin yaşamsal fonksiyonlarının insüline karşı doğru olmayan yanıtlar vermesi bunun getirisi olarak organ sistemlerinde görülen bozulmuş biyolojik yanıtlar oluşması durumu olarak görülmektedir. İnsülin direnci, kalp yetmezliği ile yakından bağlantılıdır ve insülin direncinin varlığı kalp yetmezliğinin ilerlemesine olumsuz katkıda bulunmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak PA ile insülin direnci oluşturulmuş H9c2 hücre hatlarında glikoz alım deneyleri yapılarak insülin direncinin oluştuğu teyit edildi. Biyokimyasal ve moleküler biyolojik teknikler kullanılarak bu hücrelerden toplanan mRNA ve proteinlerde araştırılan çinko taşıyıcı ZnT6(Slc30a6) ve ZnT7(Slc30a7) seviyeleri incelenmiştir. Daha sonra kontrol ve insülin dirençli gruplarda; floresan görüntüleme teknikleri kullanılarak, hücre içi serbest Zn+2 seviyeleri ([Zn+2]i), mitokondri membran potansiyeli (MMP) ve reaktif oksijen türleri (ROS) belirlendi. Bu deneyler sonucunda ilk olarak, insülin direncinin hücre içi iyon mekanizmasına, oksidan durumuna ve mitokondri fonksiyonuna olan etkisi incelenmiştir. İkinci olarak ise, insülin direncinin histon modifikasyonlarına bağlı olarak çinko taşıyıcılarına olan etkisi ve aynı zamanda incelenen ZnT6 ve ZnT7 çinko taşıyıcı proteinlerin bu aşamalardaki rolleri incelenmiştir. Bu şekilde hücrelerin kardiyovasküler hastalığa neden olan insülin direnci durumunun hücre içi mekanizmaları nasıl etkilediği ve hücre içerisindeki ZnT6 ve ZnT7 çinko taşıyıcı proteinlerin bu süreçteki etkisi ve bu etkinin epigenetik bir nedenden ötürü mü geliştiği öğrenilmek istenmiştir. Sonuç olarak, ZnT6 ve ZnT7'nin mitokondride lokalize olduğu ve gerçekleşen hücre içi mekanizmalar ile ilişkili olduğu gözlemlenmiştir. Hücrede insülin direnci durumunda, ZnT7 çinko taşıyıcı proteinlerinin [Zn+2]i ve LSD1 protein miktarının kontrolünde etkili olduğu ve mitokondrideki lokalizasyonları dikkate alınarak hücre içi reaktif ürünlerin salınımı ve enerji metabolizmasının bozulmasında etkili olabileceği düşünülmüştür.

Abstract:
For many years, cardiovascular disease (CVD) has been the leading cause of death worldwide. Some of the most important reasons for this are population growth, an aging society, and epidemic changes in diseases. CVD can be a combination of cardiovascular diseases or it can be caused by separate systems. Insulin resistance, metabolic activities in the organism; Incorrect responses of the cell's vital functions to insulin are seen as the result of impaired biological responses seen in organ systems. Insulin resistance is closely linked to heart failure, and the presence of insulin resistance negatively contributes to the progression of heart failure. In this study, glucose uptake experiments were carried out in H9c2 cell lines, in which insulin resistance was created with PA, and it was confirmed that insulin resistance occurred. Zinc transporter ZnT6(Slc30a6) and ZnT7(Slc30a7) levels were investigated in mRNA and proteins collected from these cells using biochemical and molecular biological techniques. Then in the control and insulin resistant groups; Using fluorescent imaging techniques, intracellular free Zn+2 levels ([Zn+2]i), mitochondrial membrane potential (MMP), and reactive oxygen species (ROS) were determined. As a result of these experiments, firstly, the effect of insulin resistance on intracellular ion mechanism, oxidant status, and mitochondrial function was investigated. Secondly, the impact of insulin resistance on zinc transporters due to histone modifications and the roles of ZnT6 and ZnT7 zinc transporter proteins in these stages were investigated. In this way, it was desired to learn how the insulin resistance state of the cells, which causes cardiovascular disease, affects the intracellular mechanisms, the effect of ZnT6 and ZnT7 zinc carrier proteins in the cell in this process, and whether this effect develops due to an epigenetic reason. As a result, it has been observed that ZnT6 and ZnT7 are localized in mitochondria and are related to the intracellular mechanisms that take place. In the case of insulin resistance in the cell, it is thought that ZnT7 zinc carrier proteins are effective in controlling the amount of [Zn+2]i and LSD1 protein and may be effective in the release of intracellular reactive products and disruption of energy metabolism, considering their localization in mitochondria.