Çocukluk çağı travmalarının yetişkin beyin ekstraselüler matris yapılanmasına ve bilişsel esnekliğe etkileri
Effects of childhood trauma on the development of adult brain extracellular matrix structure and cognitive flexibility
Yazar: AİŞE RUMEYSA MAZI
Danışman: PROF. DR. YUNUS KARAKOÇ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı / Biyofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı çocukluk çağında maruz kalınan kronik stresin yetişkin beyin ekstraselüler matris (ESM) moleküler yapılanmasına, bu bağlamda bilişsel esnekliğe etkilerini araştırmak ve ESM'nin enzimal uzaklaştırmasının davranışsal çıktılarını incelemektir.
Gereç ve Yöntem: Maternal seperasyon ve neonatal izolasyon uygulanan Sprague-dawley erkek ratlarda çocukluk çağı travma (ÇÇT) modelinin doğruluğu yükseltilmiş artı labirenti ve açık alan testleriyle davranışsal olarak, serum kortikosteron değerlerinin ELISA ile tespit edilmesiyle biyokimyasal olarak test edildi. ÇÇT'nin sinaptik plastisiteye ve bilişsel esnekliğe etkilerini araştırmak için yüksek korteks plastisitesi ve bilişsel esneklik gerektirdiği bilinen özel bir aktif sakınma test protokolü kullanıldı. İki fazlı olarak planlanan aktif sakınma testinde her bir fazdan önce ÇÇT'li bir grubun işitme korteksine Hyaluronidaz (HYaz) enjekte edilerek ESM'nin enzimal uzaklaştırılmasının moleküler ve davranışsal etkileri de incelendi. Beyin ESM moleküler yapısının ÇÇT grubu ratlarda kontrol grubuna kıyasla değişimi immunofloresan boyamayla gösterildi.
Bulgular: Aktif sakınma testinin ilk fazında, ÇÇT ratlarda istatistiksel olarak anlamlı öğrenme gerçekleşmezken, kontrol grubunda ve HYaz enjekte edilen ÇÇT grubu ratlarda anlamlı öğrenme gerçekleştiği görüldü. İkinci fazda grupların hiç birinde fazın ilk gününe kıyasla anlamlı tersine öğrenme gözlenmedi. ESM yoğunluğu ÇÇT ratların beyninde incelenen beş bölgede de anlamlı olarak azalırken, parvalbumin miktarının kortekste artmış, hipokapüs ve retiküler nükleusta azalmış olduğu görüldü. 
Sonuç: ÇÇT sonucu bilişsel esneklikte bir değişiklik olmadığı ancak öğrenmenin hasar gördüğü tespit edildi. İntrkortikal HYaz enjeksiyonunun, ÇÇT ile oluşan öğrenme kaybını telafi ettiği saptandı. ÇÇT'nin ESM miktarını azalttığı, ancak bu azalmanın tek başına sinaptik plastisiteyi arttırmadığı, HYaz enjeksiyonuyla desteklendiğinde sinaptik plastisitenin arttığı görüldü.

Abstract:
Aim: This study aimed to investigate how the chronical stress that is experienced during childhood affects the molecular structure of brain extracellular matrix (ECM), cognitive plasticity and how the enzymatic removal of the ECM affects the behavior.
Materials and Methods: Childhood trauma (CT) was modelled using a combination of maternal separation and neonatal isolation in Sprague-Dawley male rats and success of the model was tested behaviorally via elevated plus maze and open field tests, biochemically via determination of blood plasma levels of corticosterone. To assess the impact of CT on synaptic plasticity and cognitive flexibility, a cortex-dependent go/no-go task with two phases was used. Before each phase, hyaluronidase (HYase) was injected into auditory cortex to determine the effect of ECM removal on behavior. ECM molecular structures of CT and control animals were examined using immunohistochemistry.
Results: For the initial phase of the active avoidance test, CT group did not show statistically significant learning performance, while the control group and the HYase injected CT group showed significant learning performance. For the second phase, significant reversal learning compared to the first day of the second phase did not occur for any group. ECM intensity decreased significantly in the brain of CT rats for all brain regions while parvalbumin intensity increased in the cortex and decreased in hippocampus and reticular nucleus. 
Conclusion: Our results suggest that CT does not affect cognitive plasticity but impaires initial learning. Intracortical injection of HYase can restore plasticity and learning in CT  rats. Loss of ECM in CT rats does not increase synaptic plasticity except with the help of Hyase injection.