Kas dejenerasyonunda ve farklılaşmasında Klf5 geninin rolünün araştırılması
Investigation of the role of Klf5 gene in muscle degeneration and differentiation
Yazar: YILMAZ YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. ÇETİN KOCAEFE
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Kas distrofileri = Muscular dystrophies ; Kas gelişimi = Muscle development ; Kas hastalıkları = Muscular diseases ; Kas-iskelet sistemi = Musculoskelatal system ; Kaslar = Muscles ; Rejenerasyon = Regeneration

Özet:
İskelet kası, insan vücudunda hareket, solunum, postürün korunması gibi önemli işlevler gören bir dokudur. Embriyodaki iskelet kası gelişimi ile doğum sonrasında kas hasarının tamiri benzer transkripsiyonel yolaklarla kontrol edilmektedir. Duchenne kas distrofisinde (DMD) kaybedilen kas liflerinin rejenerasyon ile yerine konması yetersiz kalmaktadır. DMD gibi dejeneratif kas hastalıklarının biyolojisinin daha iyi anlaşılabilmesi için, kas farklılaşması ve rejenerasyonu süreçlerini kontrol eden mekanizmaların aydınlatılması önem taşımaktadır. Kas dejenerasyonu modellerinde yapılan transkriptom analizleri, Krüppel-like faktör 5 (Klf5) adlı transkripsiyon faktörünün bu süreçlerde rol alabileceğini düşündürmüştür. Klf5'in kas farklılaşması ve dejenerasyonunda rol oynadığını göstermek amacıyla C2C12 fare miyoblastik hücre hattında farklılaşma süreci, sıçanda kardiyotoksin enjeksiyonu ile akut kas hasarı, yine sıçanlarda tenotomi ve denervasyon ile kronik kas hasarı oluşturulup bu deney sistemlerinde Klf5 ifadesi kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu, western blot ve immünfloresan boyama yöntemleri ile araştırılmıştır. C2C12 hücrelerinin farklılaşması ve çok çekirdekli miyotüp oluşumu ile birlikte Klf5 ifadesinin arttığı görülmüştür. Akut kas hasarının tamiri sürecinde Klf5 ifadesi artışı ve yerleşimi, yeni kas liflerinin geliştiği dönem ile ilişkili bulunmuştur. Bu sonuçlar, Klf5'in kas dokusunda farklılaşma süreci ile ilişkili olduğunu göstermekte, muhtemelen yeni kas liflerinin olgunlaşmasında görev aldığını düşündürmektedir. Klf5'in kas farklılaşması ve dejenerasyonundaki rolünün daha iyi açıklanabilmesi için işlevsel çalışmaların yürütülmesi gerekmektedir.

Abstract:
Skeletal muscle tissue serves important functions in the human body, such as locomotion, respiration and the maintenance of posture. Myogenesis in the embryo and repair of postnatal muscle injury are regulated by similar transcriptional pathways. In Duchenne muscular dystrophy (DMD), replacement of lost muscle fibers by regeneration proves insufficient. To better understand the biology of DMD and similar degenerative muscular diseases, it is vital to elucidate the mechanisms that control muscle differentiation and regeneration. Transcriptomic analyses performed on models of muscle degeneration suggest that the transcription factor Krüppel-like factor 5 (Klf5) may play a part in these processes. In order to show the involvement of Klf5 in muscle differentiation and degeneration, the following experimental systems have been established: Differentiation of the C2C12 mouse myoblastic cell line, acute muscle injury in rats by cardiotoxin injection and chronic muscle injury in rats by tenotomy or denervation. Klf5 expression has been investigated in these systems with quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction, western blotting and immunofluorescent staining. Klf5 expression increased with differentiation of C2C12 cells and multinucleated myotube formation. Increase in Klf5 expression and its localization was found to be associated with the phase of new muscle fiber formation during the healing process after acute muscle injury. These results show that Klf5 is associated with differentiation of the muscle tissue and possibly suggest that it is involved in the maturation of new muscle fibers. Functional studies are required to better explain the role of Klf5 in muscle differentiation and degeneration.