Pentilentetrazol ile oluşturulan tutuşma modeli epilepside semaforin proteinlerinin rolü
The role of semaphorin proteins in epilepsy induced with pentylenetetrazole
Yazar: HATİCE DOĞAN GÖÇMEN
Danışman: PROF. DR. SELDA KABADERE ; PROF. DR. CEMİL TÜMER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Davranış = Behavior ; Epilepsi = Epilepsy ; Nöbetler = Seizures ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole ; Semaforin = Semaphorin

Özet:
Amaç: Epileptogenezle ilişkisi hipotetize edilen nöronal kılavuz proteinleri olan semaforin proteinlerinin (Sema 3A, Sema 3C, Sema 3F, Sema 4D, Sema 7A) değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Semaforin–epilepsi ilişkisi açısından epileptik aktivite bağlantılı psikofonksiyonel hasarın şiddetinin de incelenmesi hedeflenmiştir.
Yöntem: 45 adet Wistar albino cinsi erkek sıçan; Kontrol Grubu (K; n=10: 47 gün boyunca her gün per oral (p.o.) serum fizyolojik uygulandı;ilk 36 gün (gün aşırı) ve 47. günde intraperitoneal (i.p.) serum fizyolojik uygulandı), Valproik Asit Grubu (VPA; n=10: 47 gün boyunca her gün p.o. 300 mg/kg VPA uygulandı), Baskılanmış Epilepsi Grubu (VPA+PTZ; n=10: 47 gün boyunca her gün p.o. 300 mg/kg VPA uygulandı; ilk 36 gün (gün aşırı) ve 47. günde i.p. 40 mg/kg pentilentetrazol (PTZ) uygulandı), Epilepsi Grubu (PTZ; n=15: ilk 36 gün (gün aşırı) ve 47. günde i.p. 40 mg/kg PTZ uygulandı) olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. Epilepsi ve baskılanmış epilepsi gruplarındaki hayvanlar PTZ uygulamasına müteakip 30 dakika boyunca video kamera ile kayıt altına alındı ve konvülziyon evresi, Racine'in skalası kriter alınarak değerlendirildi. Uygulamaların bitiminde tüm hayvanlar açık alan, yükseltilmiş artı labirent, Barnes labirenti, bilye gömme, yuva yırtma ve sosyal etkileşim testlerine tabi tutuldular. Daha sonra hipokampüs ve korteks doku örneklerinde Sema 3A, Sema 3C, Sema 3F, Sema 4D, Sema 7A protein düzeyleri ELISA,  gen ekspresyon seviyeleri de qRT-PCR ile tayin edildi. Genel morfolojik değişimler ise histopatolojik olarak incelendi. 
Bulgular: 40 mg/kg (i.p.) PTZ ile tutuşma modeli epilepsi, toplamda 19 enjeksiyonda indüklendi. PTZ grubunda Racine skalası evre 4/5, VPA+PTZ grubunda ise evre 1/2 nöbet gözlemlenmiştir. Histopatolojik incelemede PTZ grubunda nöronal dejenerasyon tespit edildi. Davranış testlerinin analizinde; PTZ grubunda kontrol grubuna kıyasla lokomotor aktivenin azaldığı (p˂0,05); öğrenmenin yavaş gerçekleştiği ve hedef kadranda geçirilen sürenin daha az olduğu (p˂0,05); sosyal etkileşim sayısı ve süresinin daha az olduğu (p˂0,001); daha az misket keşfettiği (p˂0,01) saptandı. Hem ELISA hem de qRT-PCR analizlerinde Kontrol grubuna kıyasla PTZ grubunda, korteks ve hipokampüste Sema 3A (p˂0,05), Sema 3C (p˂0,05), Sema 3F (p˂0,05), Sema 4D (p˂0,05)  protein ve gen ekspreyon düzeylerinin istatistiksel olarak daha düşük olduğu tespit edildi.  
Sonuç: Bu tez projesi, deneysel temporal lob epilepside semaforin proteinlerinin bütünsel olarak incelendiği ilk çalışmadır. Temporal lob epilepside semaforinlerin olası rollerine ilişkin elde edilen moleküler bulgular, epilepsi fizyopatogenezine dair aksonal yönelimin iştiraki bağlamında yeni bir perspektif kazandırmıştır.

Abstract:
Aim: It was aimed to evaluate semaphorin proteins (Sema 3A, Sema 3C, Sema 3F, Sema 4D, Sema 7A)  which are hypothesized to be related to epileptogenesis.  In terms of the relationship between semaphorin and epilepsy, it is also aimed to examine the severity of epileptic activity-related psychofunctional damage. 
Methods: 45 male Wistar albino rats were divided into 4 groups as Control Group (C; n=10: per oral (p.o.) physiological saline was administered daily for 47 days; i.p. physiological saline was administered first 36 days (every other day) and on the 47th day), Valproic Acid Group (VPA; n=10: p.o. 300 mg/kg VPA was administered every day for 47 days), Suppressed Epilepsy Group (VPA+PTZ; n=10: p.o. 300 mg/kg VPA was administered daily for 47 days; intraperitoneal (i.p.) 40 mg/kg PTZ was applied first 36 days (every other day) and on the 47th day), Epilepsy Group (PTZ; n=15: i.p. 40 mg/kg PTZ was administered first 36 days (every other day) and on the 47th day). The animals in the epilepsy and suppressed epilepsy groups were recorded with a video camera for 30 minutes following the pentylenetatrazole administration and the stage of convulsion was examined using Racine's scale.  At the end of the treatments, all animals were subjected to open field, elevated plus maze, Barnes maze, marble burying, nestlet shredding and social interaction tests. Then, the levels of semaphorin proteins (Sema 3A, Sema 3C, Sema 3F, Sema 4D, Sema 7A) were determined by ELISA and gene expression levels by qRT-PCR in hippocampus and cortex tissue samples. General morphological changes were examined histopathologically.
Results: Kindling model epilepsy with 40 mg/kg i.p. PTZ was induced in a total of 19 injections. Racine scale stage 4/5 seizures were observed in the PTZ group, and stage 1/2 seizures were observed in the VPA+PTZ group. However, compared to the control group in the PTZ group, locomotor activity decreased (p˂0,05). Slow learning and less time spent in the target quadrant (p˂0,05); less number and duration of social interaction (p˂0,001); discovered fewer marbles (p˂0,01)  was determined in PTZ group compared to control group. In both ELISA and qRT-PCR analyzes in the PTZ group compared to the Control group, Sema 3A (p˂0,05), Sema 3C (p˂0,05), Sema 3F (p˂0,05), Sema 4D (p ˂0,05)  in the cortex and hippocampus protein and gene expression levels were found to be statistically lower.
Conclusions: This thesis project is the first study to examine semaphorin proteins holistically in experimental temporal lobe epilepsy.  Molecular findings regarding the possible roles of semaphorins in temporal lobe epilepsy have provided a new perspective on the physiopathogenesis of epilepsy in the context of the involvement of axonal orientation.