Facioscapulohumeral musküler distrofi'de DUX4/ β-katenin/ PAX3-7 protein düzeylerindeki farklılıkların ve birbirleriyle etkileşimlerine östrojenin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of estrogen on DUX4/ β-kateni̇n/ PAX3-7 protein levels and their interaction in facioscapulohumeral muscular dystrophy
Yazar: CEREN HANGÜL
Danışman: PROF. DR. SİBEL BERKER KARAÜZÜM
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Kas distrofileri = Muscular dystrophies ; Kas hastalıkları = Muscular diseases ; Katenin = Catenin ; Transkripsiyon faktörleri = Transcription factors ; Östradiol = Estradiol ; Östrojenler = Estrogens

Özet:
Amaç: Fasioskapulohumeral Distrofi(FSHD)'de bulguların erkeklerde kadınlara göre erken yaşta başlayarak hızlı ilerlemesi, kadınlarda menapoz sonrası hastalığın ağırlaşması dikkati çekmiş; bu gözlemlerden yola çıkılarak östrojenin kilit rol oynayabileceği düşünülmüş, FSHD patofizyolojisinde östrojenin rolünün araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: 63 ve 71 yaşında iki erkek(63yE/71yE); 47 ve 58 yaşında iki kadın(47yK/58yK) olmak üzere FSHD tanılı dört bireye ait primer miyoblast hücre hatlarında, i)östradiol uygulanmayan kontrol grubu , ii)10nM 30-dakika ve iii)10nM 4-saat östradiol muamelesi olmak üzere üç farklı gruba ait FSHD miyoblastlarından elde edilen hücre lizatlarında; DUX4, PAX3/7 ve β-katenin transkripsiyon faktörlerinin varlığı-miktarları western blot yöntemiyle incelenmiştir.
Bulgular: DUX4 proteini östradiol muamelesi ile 71yE azalarak sıfırlanmış; 63yE ve 47yK tespit edilememiştir. 58yK tutunma-çoğalma gerçekleşmediği için sonuç elde edilememiştir. β-katenin proteininin, 71yE, 63yE ve 47yK örneklerinde östradiolle düzeyi artmıştır. PAX3/7 proteinlerine ait 80 kDa, 56 kDa ve 45 kDa ağırlığında üç farklı protein bandı tespit edilmiştir. Bunlardan 80 kDa ve 56 kDa'luk form sadece 71yE örneğinde gözlenmiş ve 80 kDa formu östradiol ile azalarak sıfırlanmış; 56 kDa formu östradiol sonrası 4. saatte eksprese olmuştur. 45 kDa formu üç örnekte de tespit edilmiş; 71yE ve 47yK örneğinde östradiolle azalırken; 63yE örneğinde artmıştır.
Sonuç: Östradiol muamelesi ile DUX4'ün azalması, β-kateninin artması, PAX3/7 protein ailesinden 56 kDa formunun 4. saatte ekspresyonunun uyarılması, östrojenin FSHD patofizyolojisindeki koruyucu rolünü destekler niteliktedir. Östradiolün etkisinin daha iyi anlaşılabilmesi ve tedaviye yönelik alternatiflerin geliştirilebilmesi için her bir transkripsiyon faktörü ve ilgili hedef genlerinin; mRNA-protein düzeylerini içeren kapsamlı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Anahtar Kelimeler: östradiol, DUX4, β-katenin, PAX3/7, FSHD (fasioskapulohumeral
musküler distrof

Abstract:
Objective: In Facioscapulohumeral Dystrophy(FSHD) it is noteworthy that the findings progressed at an earlier age in men, and the disease worsens in postmenopausal women. Depending on these observations; the role of estrogen was investigated in the pathophysiology of FSHD.
Method: Primary FSHD myoblast cell lines prepared from biopsies of four individuals(63 and 71 years old(63yE/71yE) two males; 47 and 58 years old(47yK/58yK) two females) were used. Three different groups i) estradiol untreated control group, ii) 10nM 30-minutes and iii) 10nM 4-hours estradiol treatment were generated. Cell lysates from FSHD myoblasts in these groups were examined by western blot for the presence-amount of DUX4, PAX3/7 and β-catenin transcription factors.
Results: After estradiol treatment DUX4 protein level reduced to zero in 71yE, it wasn't detected in 63yE and 47yK. Because of ineffective attachment in 58yK, proteins weren't obtained. The level of β-catenin protein increased with estradiol in 71yE, 63yE and 47yK samples. Three different protein bands of 80 kDa, 56 kDa and 45 kDa were determined for PAX3/7 proteins. Of these, 80 kDa and 56 kDa forms were observed only in 71yE; after estradiol 80-kDa PAX3/7 form reduced; 56-kDa PAX3/7 form was expressed at the 4th hour. The 45 kDa form was determined in all samples; with estradiol treatment this form decreased in 71yE-47yK and increased in 63yE.
Conclusion: The decrease in DUX4,  the increase in β-catenin, stimulation in the expression of 56 kDa form of PAX3/7 protein family after 4 hours of estradiol treatment support the protective role of estrogen in FSHD pathophysiology. To understand the effect of estradiol on pathophysiology better and to develop treatment alternatives; extensive studies are needed with each transcription factor and related target genes; both at mRNA-protein levels.

Key words: estradiol, DUX4, β-catenin, PAX3/7, FSHD (facioscapulohumeral
muscular dystrophy)