Diyete bağlı endotel hasarı oluşturulan ratlarda rankL/OPG sinyal yolağı aktiviteleri
RANKL / OPG signalling activities at rat models forming diet Induced endothelial dysfunction
Yazar: GİZEM ÇELEBİ
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE EVRİM BAYRAK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Diyet = Diet ; Endotelyum = Endothelium ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Nükleer faktör-kappa B = Nuclear factor-kappa B ; Sinyal nakli = Signal transduction ; Sıçanlar = Rats ; Vitamin D 3 =   ; Vitamin D = Vitamin D

Özet:
Endotel hasarı ateroskleroz ve diyabet gibi pek çok hastalığın başlangıç patolojilerinden
biridir. Enflamatuvar bir süreç olan endotel hasarının gelişiminde, Nükleer Faktör κB
(NF-κB) sinyal yolağı ve bu yolaktaki moleküller önemli rol oynamaktadır. Reseptör
Aktivatör NF-κB Ligandı (RANKL) ve onun reseptörü (RANK) ile osteoprotegerin
(OPG), endotelde tanımlanan hasar sonucu oluşan kalsifikasyonun belirleyici
molekülleridir. Deneysel çalışmalarda OPG/RANK/RANKL yolağının inflamasyon,
vasküler ve kemik sistemi yanısıra glikoz homeostazının düzenlenmesinde de rol
oynadığı, OPG ve Tip 2 Diabetes Mellitus arasında güçlü bir ilişki olduğu
belirlenmiştir. Transgenik fare çalışmaları ile aterosklerozda plazma RANKL ve OPG
düzeyleri gösterilse de vasküler hastalıklardaki rolleri henüz tam olarak
bilinmemektedir.
Bu tez çalışmasında, ateroskleroz gelişiminin ilk basamağı olan endotel hasarında,
OPG/RANKL sinyal yolağının rolü ve Vitamin D tedavisi ile bu yolakta rol alan
genlerin ifade düzeylerindeki değişimlerin belirlenmesi amaçlandı. Bu nedenle, Sprague
Dawley erkek ratlarda oluşturulan Tip 2 Diyabet Mellitus (T2DM) Modeli kullanılarak
OPG/RANKL yolağındaki aktivitelerin endotel hasarı üzerine etkisi araştırıldı.
Endotelyal hasara bağımlı mikrovasküler etkileri belirlemek için, damardaki
kalsifikasyon ve enflamatuvar süreçlerde rol alan Opg, Rankl, Runx2, Bmp-2, Il-1ß,
Tnfα, Nos3, Icam-1 gen ifade seviyeleri değerlendirildi. Buna göre diyabetli sıçanlarda
diğer deney gruplarına kıyasla Opg, Il-1ß, Bmp-2 mRNA ifade seviyeleri ile endotel
hasarı belirteci olarak seçilen Icam-1 gen ifade seviyesinin diyabetli sıçan grubunda
arttığı belirlendi. Ayrıca çalışma kapsamında, OPG/RANKL yolağındaki
düzenleyicilerden biri olan vitamin D3 uygulamasının diyabet varlığında yolakla ilişkili
genler üzerine etkisi araştırıldı. Vitamin D3 uygulanan diyabetli sıçanlarda 4 hafta
sonunda kan şekeri düzeylerinde anlamlı bir azalma olduğu (p<0,01) deney sonunda ise
diyabet grubunda diğer gruplara kıyasla çok anlamlı bir artış olduğu tespit edildi
(p<0,001). Diyabetli sıçanların aort dokusunda, vitamin D3 uygulaması sonucunda Opg
ve Il-1ß mRNA ifade seviyelerinde anlamlı bir azalma gözlemlendi. Sonuç olarak
çalışma bulguları, vitamin D3 takviyesinin diyabet varlığında endotel dokuyu olumlu
yönde etkilediğini ve OPG'nin vasküler homeostaza aracılık eden sitokinlerin
düzenlenmesinde rol oynadığını destekler niteliktedir.

Abstract:
Endothelial injury is the one of the beginning pathology of several diseases such as
atherosclerosis and diabetes. Nuclear factor κB (NF-κB) signalling pathway plays an
important role in endothelial damage. Receptor Activator NF-κB Ligand (RANKL) and
its receptor RANK and Osteoprotegerin (OPG) are known as the determinants of
calcification as a result of damage in endothelium. It is known that the
OPG/RANK/RANKL pathway plays a role in the skeletal, inflammation, and vascular
system. In the experimental studies, strong data have been obtained that OPG pathway
regulates glucose homeostasis, therefore there is a strong relationship between OPG and
Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Although plasma RANKL/OPG levels have been
shown in atherosclerosis by transgenic studies, their role in vascular diseases is not
known yet.
In this thesis, it was aimed to obtain preliminary information that could contribute to
both preventions of endothelial damage and determination of new treatment goals. For
this purpose, male Sprague Dawley rats were used to make Type 2 Diabetes Mellitus
Model and the role of RANKL/OPG pathway in endothelial damage is studied.
Endothelial damage-dependent microvascular analysis is analysed by using gene
expression of Opg, Rankl, Runx2, Bmp-2, Il-1ß, Tnfα, Nos3, Icam-1. In diabetic rats,
Opg, Il-1ß, Bmp2 expression levels increase significantly while mRNA level of Icam-1
and Nos3 as markers of endothelial damage show also a significant correlation with
elevation of mRNA level of Opg. In addition, effect of vitamin D3 which is one of the
regulators in the OPG/RANKL pathway on the gene expression were studied in the
presence of diabetes. After 4 weeks, blood sugar levels significantly increased (p
<0.001) in diabetic rats compared to other experimental groups. In the aortic endothelial
cells of diabetic rats, vitamin D3 administration it was observed significant difference in
expression levels of the Opg and Il-1b gene. This study shows that vitamin D
supplementation effect on OPG/RANKL activity in the vessel wall. These study results
provide the first evidence that Vitamin D3 supplementation results in ameliorated
endothelial damage in type 2 diabetes mellitus, and that OPG plays a crucial role in the
regulation of cytokines mediating vascular homeostasis.