Prenatal stres oluşturulmuş sıçanlarda şizofreni ile ilişkili mekanizmaların gen ekspresyonu açısından incelenmesi
Evaluation of schizophrenia-related mechanisms in prenatal stressed rats at gene level
Yazar: OZAN ÖZGÖREN
Danışman: PROF. DR. LÜTFİYE KANIT
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Gebelik = Pregnancy ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Nörogulin 1 = Neuregulin 1 ; Reseptörler-nikotinik = Receptors-nicotinic ; Sinapsin I = Synapsin I ; Stres = Stress ; Sıçanlar = Rats ; Şizofreni = Schizophrenia

Özet:
Erken yaşam dönemlerinde maruz kalınan prenatal stresin beyin fonksiyonlarını etkilediği ve yetişkinlik döneminde ortaya çıkan çeşitli hastalıklara zemin hazırladığı yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Şizofreni genetik ve çevresel etmenlerin birlikte rol aldığı, beynin gelişimsel bir bozukluğu olarak kabul edilmektedir. Şizofreniyi tetikleyen süreçler ve hastalığın gelişim mekanizmaları henüz tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. Prenatal stresin şizofreni başta olmak üzere birçok nöropsiyatrik hastalığın etyolojisinde rol oynadığı düşünülmektedir. Çalışmamızın amacı deksametazon uygulanması ile oluşturulan prenatal stres modelinde şizofreni aday genlerinin ekspresyonlarındaki değişimlerin incelenmesidir. 
Çalışmamızda prenatal stres modelinin oluşturulması için hamile sıçanlara hamileliklerinin üçüncü trimestırının başlangıcından (14. gün) hamileliklerinin son gününe (21. gün) kadar 1 ml/kg/gün serum fizyolojik, 0.1 mg/kg/gün ve 0.2 mg/kg/gün deksametazon i.p. olarak verilerek kontrol, D1 ve D2 grupları oluşturulmuştur. Uygulama alan hamile sıçanlar doğum yaptıktan sonra erkek yavruları 3 aylıkken dekapite edilmiştir. Erkek yavrulara (n=5) ait hipokampüs örnekleri gen ekspresyonu çalışmaları için kullanılmıştır. Bu örneklerde şizofreni aday genleri olduğu düşünülen nikotinik reseptör alfa 7 alt birimi (CHRNA7), nikotinik reseptör alfa 4 alt birimi (CHRNA4), reelin (Reln), distrobrevin bağlayan protein 1 (Dtnbp1), nörogulin 1 (Nrg1), kalsinörin A (PPP3CA), sinapsin II (Syn2), sinapsin III (Syn3), katekol-O-metiltransferaz (Comt), G-protein sinyalizasyon düzenleyicisi 4 (Rgs4), disrupted-in-schizophrenia-1 (Disc1) genlerinin ekspresyonları incelenmiştir. Bu amaçla sırasıyla hipokampüs örneklerinden  total RNA izolasyonu, total RNA'dan cDNA sentezi (revers transkripsiyon), real-time PCR ile mRNA düzeylerinin analizi yapılarak mRNA ekspresyonlarındaki değişim 2-∆∆CT yöntemine göre hesaplanmıştır. 
Prenatal strese maruz kalan deksametazon gruplarında; Nikotinik reseptör alfa 7 altbirimi (CHRNA7), Nikotinik reseptör alfa 4 altbirimi (CHRNA4), Reelin (Reln), Distrobrevin bağlayıcı protein 1 (DTNBP1), Nörogulin 1 (NRG1), Sinapsin 2 (SYN2), Sinapsin 3 (SYN3), Katekol-O-metiltransferaz (COMT) genlerininin ekspresyonları kontrol grubuna göre anlamlı ( p<0.05) bir biçimde azalmıştır. Kontrol ve deksametazon grupları arasında G-protein sinyalizasyon regülatörü 4 (RGS4), Disrupted-in-schizophrenia-1 (Disc1),   kalsinörin A (PPP3CA) genlerinin ekspresyonları açısından anlamlı bir fark bulunmamıştır. 
Çalışmamızda prenatal stres modeli olarak deksametazon uygulamasının; şizofreniye zemin hazırlayan hücresel yolaklar, reseptörler ve enzimleri içeren aday genlerden olan nikotinik reseptör alfa 7 ve alfa 4 alt birimleri, sinapsin 2 ve 3, nörogulin 1, katekol-O-metil transferaz, distrobrevin bağlayan protein 1 ve reeline ait mRNA ekspresyonlarını değiştirerek etkili olabileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
Recent studies have shown that exposure to prenatal stress in early life, affects brain functions and predisposes to a variety of diseases diagnosed in adulthood. Schizophrenia is accepted as a developmental disorder of the brain in which genetic and environmental factors play a role together. The processes that trigger schizophrenia and the development mechanisms of the disease have not been fully explained yet. Prenatal stress is thought to contribute to the etiology of various neuropsychiatric diseases, including schizophrenia. The aim of our study is to observe the changes in the expressions of schizophrenia candidate genes in the prenatal stress model created via the administration of dexamethasone.
Aiming to create a prenatal stress model in our study, pregnant rats were given 1 ml / kg / day saline, 0.1 mg / kg / day and 0.2 mg / kg / day dexamethasone i.p. from the beginning of the third trimester of pregnancy (14 days) to the last day of pregnancy (21 days). Thus control, D1 and D2 groups were formed. Male offspring were decapitated when they were 3 months old. Hippocampus samples of male offspring (n = 5) were used for gene expression studies. In these examples, nicotinic receptor alpha 7 subunit (CHRNA7), nicotinic receptor alpha 4 subunit (CHRNA4), reelin (Reln), dystrobrevin binding protein 1 (Dtnbp1), neurogulin 1 (Nrg1), calcineurin A (PPP3CA), synapsin II (Syn2), synapsin III (Syn3), catechol-O-methyltransferase (Comt), G-protein signaling regulator 4 (Rgs4), disrupted-in-schizophrenia-1 (Disc1)  genes (which are thought to be schizophrenia candidate genes) were investigated. For this purpose, total RNA isolation from hippocampus samples, cDNA synthesis from total RNA (reverse transcription), real-time PCR analysis of mRNA levels were performed and the change in mRNA expressions was calculated according to the 2-∆∆CT method.
In dexamethasone groups which exposed to prenatal stress; Expressions of Nicotinic receptor alpha 7 subunit (CHRNA7), Nicotinic receptor alpha 4 subunit (CHRNA4), Reelin (Reln), Dystrobrevin binding protein 1 (DTNBP1), Neurobrevin 1 (NRG1), Sinapsin 2 (SYN2), Sinapsin 3 (SYN3), catechol-O-methyltransferase (COMT) genes decreased significantly (p <0.05) compared to the control group. No significant difference was found between the control and dexamethasone groups regarding the expression of G-protein signaling regulator 4 (RGS4), Disrupted-in-schizophrenia-1 (Disc1), calcineurin A (PPP3CA) genes.
In our study, it has been revealed that dexamethasone administration as a prenatal stress model can be effectively change the mRNA expressions of candidate genes (nicotinic receptor alpha 7 and alpha 4 subunits, sinapsin 2 and 3, neurogulin 1, catechol-O-methyl transferase, dystrobrevin binding protein 1) including cellular pathways, receptors and enzymes that predispose to schizophrenia.