Tip 2 diabetes mellitus ve kognitif disfonksiyonu olan hastalarda uzun kodlamayan RNA'ların ekspresyon analizi
Analysis of long non-coding RNA expression in TYPE 2 diabetes mellitus and cognitive dysfunction patients
Yazar: EDA TAYFUR
Danışman: PROF. DR. CUMHUR GÜNDÜZ ; DOÇ. DR. TUĞÇE BALCI OKCANOĞLU
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Biliş = Cognition ; Biliş bozuklukları = Cognition disorders ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Epigenez-genetik = Epigenesis-genetic ; Gen ifadesi = Gene expression ; RNA = RNA

Özet:
Tip 2 Diabetes Mellitus, artan mortalite ve morbidite oranlarıyla Dünya Sağlık Örgütü tarafından pandemi ilan edilmiş kronik metabolik bir hastalıktır. Bu kronik sendromda, çoklu metabolik yolakların ve moleküllerin etkileşimleri söz konusudur. Bu karmaşık etkileşimler çeşitli hücre tiplerini, dokuları ve sistemleri etkileyerek birçok komplikasyonu beraberinde getirmektedir. Glukoz homeostazının ve insülin sekresyonunun bozulması sonucu oluşan hiperglisemi ile karakterize bu hastalık; en büyük hasarı vasküler sistem ve beyin üzerinde gerçekleştirmektedir. Yüksek glukoz konsatrasyonları sonucu serebrovaskülatürde meydana gelen oksidatif stres ve enflamasyon; şiddetlenerek endotel hasarlarını ve aterosklerozu meydana getirir. Bu hasarlar sonucunda beynin kan perfüzyonunda aksamalar, nöronal hücrelerde deformasyonlar oluşur ve kognitif disfonksiyon'lar ortaya çıkar. Kognitif disfonksiyonlar, beynin sinaps oluşturmada ve nöronal etkileşimlerinde aksamalar yaşaması ve taleplere cevap veremeyecek kadar bilişsel işlev bütünlüğünün bozulması şeklinde tanımlanmaktadır. Hafif bilişsel bozukluk, demans ve Alzheimer prevalansı en yüksek olan kognitif disfonksiyonlardır. Tip 2 Diabetes Mellitus ve kognitif disfonksiyonların klinikte tanı, tedavi ve prognozda rutinleştirilmiş yöntemler içermesine rağmen, kanonik moleküler etkileşimleri, patofizyolojisinin altında yatan sinyal etkileşimleri ve düzenleyici elemanları henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Son on yılın popüler keşfi epigenetik, gen ifadesinin regülasyonu ve ürünlerinin işlevleri, hücresel gelişim ve survival gibi birçok hayati fonksiyonu modüle etme özelliğiyle Tip 2 Diabetes Mellitus ve komplikasyonlarına bakış açımızı değiştirmektedir. Epigenetik, hem glukoz homeostazı hem de bilişsel fonksiyonlar üzerinde etkin rollere sahip olma potansiyelindedir. Epigenetik düzenlemenin elemanları kodlamayan RNA transkriptlerinden oluşmaktadır. Kodlama yapmayan bu transkriptler, 200 nükleotit eşiği ile büyük ve küçük olmak üzere ikiye ayrılarak çeşitlenirler. 200 nükleotidten uzun olan grup, uzun kodlamayan RNA'lar (lncRNA) olarak adlandırılır. 
Bu tez çalışmasında, epigenetik regülatör lncRNA'ların kanonik etkileşimlere sahip Tip 2 Diabetes Mellitus ve kognitif disfonksiyon patogenezindeki modülatör etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, Tip 2 Diabetes Mellitus ve Kognitif Disfonksiyon tanısı olan (n=40), yalnızca Tip 2 Diabetes Mellitus tanısı olan (n=40) ve tamamen sağlıklı bireylerden oluşan (n=25) kontrol gruplarına dahil edilmiş tüm olguların serum örneklerinden serbest dolaşan totalRNA izolasyonları gerçekleştirilmiş ve 96 "hastalık spesifik" lncRNA' nın nispi ekspresyonları qRT-PCR ile analiz edilmiştir. 
Tip 2 Diabetes Mellitus tanılı olgularda kontrol grubuna göre 25 lncRNA'nın ekspresyonunda azalış; 23 lncRNA'da artış gözlemlenmiştir. Tip 2 Diabetes Mellitus ve kognitif disfonksiyon tanılı olgulardan oluşan çalışma grubunun kontrol grubu ile kıyasında, 34 lncRNA' da azalış; 1 lncRNA' da artış; CCND ANCR, DD3, GOMAFU, LincRNA-VLDLR, MEG3, NEAT1, PANDA, PCAT-1, RMRP, SCA8 ve ST7OT4 lncRNA'larında anlamlı fark saptanmıştır. Tip 2 Diabetes Mellitus ve kognitif disfonksiyon tanılı olgu grubu, yalnızca Tip 2 Diabetes Mellitus tanısı olan olgu grubu ile kıyaslandığında ise, 24 lncRNA' da azalış; 1 lncRNA' da artış; AAA1, DLG2AS, HOTAIRM1, NDM29, PCAT-32, SAF ve Telomerase RNA'larında anlamlı fark tespit edilmiştir (kat değişimi >±2.0, p<0.05). 
Çalışmamız sonuçlarına göre anlamlı fark elde ettiğimiz CCND-ANCR, DD3, GOMAFU, NEAT1, NDM29 ve DLG2AS lncRNA'larının, Tip 2 Diabetes Mellitus ve kognitif disfonksiyon patogenezinde rol alan moleküler etkileşimler üzerinde önemli regülatör etkilere sahip olabileceği düşünülmektedir. Bu lncRNA' ların, hem Tip 2 Diabetes Mellitus hem de buna bağlı olarak oluşan komplikasyonların tanı ve tedavisinde etkin biyomarkerler olarak kullanılabilme potansiyeli, ileri çalışmalar ile gösterilmelidir.

Abstract:
Diabetes Mellitus Type 2  is a chronic metabolic disease that has been declared a pandemic by the World Health Organization with increased mortality and morbidity rates. In this chronic syndrome, there are interactions of multiple metabolic pathways and molecules. These complex interactions affect many cell types, tissues, and systems, bringing many complications. This disease, which is characterized by hyperglycemia caused by impaired glucose homeostasis and insulin secretion; it does the biggest damage to the vascular system and the brain. Oxidative stress and inflammation occurring in cerebrovasculature as a result of high glucose concentrations; intensifies, causing endothelial damage and atherosclerosis. As a result of these damages, disruptions in the blood perfusion of the brain, deformations in neuronal cells, and cognitive dysfunctions occur. Cognitive dysfunctions are defined as the brain experiencing disruptions in synapse formation and neuronal interactions, and impaired cognitive function integrity to respond to demands. Mild cognitive impairment, dementia, and Alzheimer's are the most prevalent cognitive dysfunctions. Although Diabetes Mellitus Type 2  and cognitive dysfunctions contain routine methods in clinical diagnosis, treatment, and prognosis, canonical molecular interactions, underlying signal interactions and regulatory elements have not yet been fully elucidated. The popular discovery of the last decade is changing our perspective on Diabetes Mellitus Type 2  and its complications, with its ability to modulate many vital functions such as epigenetics, regulation of gene expression, and the functions of its products, cellular development, and survival. Epigenetics has the potential to have effective roles in both glucose homeostasis and cognitive functions. Elements of epigenetic regulation consist of RNA transcripts that do not encode. These non-coding transcripts are divided into two, namely large and small, with 200 nucleotide thresholds. The group that is longer than 200 nucleotides are called long-encoding RNAs (lncRNA). 
In this thesis, it is aimed to determine the modulating effects of epigenetic regulator lncRNAs in the pathogenesis of Type 2 Diabetes Mellitus and cognitive dysfunction which have canonical interactions; Free-circulating total RNA isolations were obtained from serum samples of all patients who were diagnosed with Type 2 Diabetes Mellitus and Cognitive Dysfunction (n=40), included only in the control groups who were diagnosed as Type 2 Diabetes Mellitus (n=40) and who were completely healthy (n=25). and relative expressions of 96 "disease-related" lncRNA were analyzed by qRT-PCR.
The decrease in expression of 25 lncRNA in patients with Diabetes Mellitus Type 2 compared to the control group; An increase in 23 lncRNA was observed. Comparison of the study group consisting of cases diagnosed with Diabetes Mellitus Type 2 and cognitive dysfunction compared to the control group, decrease in 34 lncRNA; Increase in 1 lncRNA; There was a significant difference in CCND ANCR, DD3, GOMAFU, LincRNA-VLDLR, MEG3, NEAT1, PANDA, PCAT-1, RMRP, SCA8, and ST7OT4 lncRNAs. The case group diagnosed with Diabetes Mellitus Type 2 and cognitive dysfunction, compared with the case group diagnosed with Diabetes Mellitus Type 2 only, decreased in 24 lncRNA; Increase in 1 lncRNA; There was a significant difference in AAA1, DLG2AS, HOTAIRM1, NDM29, PCAT-32, SAF and Telomerase RNA (fold change >± 2.0, p <0.05).
According to the results of our study, it is thought that CCND-ANCR, DD3, GOMAFU, NEAT1, NDM29 and DLG2AS lncRNAs, which we obtained a significant difference, may have important regulatory effects on the molecular interactions involved in the pathogenesis of Diabetes Mellitus Type 2 and cognitive dysfunction. The potential of these lncRNAs to be used as effective biomarkers in the diagnosis and treatment of both Diabetes Mellitus Type 2 and related complications needs to be demonstrated by further studies.