İdiopatik parkinson hastalığının patogenezinde rol alan moleküler yolaklarda epigenetik değişikliklerin araştırılması
Investigation of epigenetic changes in molecular pathways involved in the pathogenesis of idiopathic parkinson's disease
Yazar: YAĞMUR İNALKAÇ GEMİCİ
Danışman: PROF. DR. AHMET KOÇ
İnönü Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Nöroloji = Neurology
Dizin: DNA = DNA ; DNA metilasyon = DNA methylation ; Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Epigenetik = Epigenetic ; Moleküler genetik = Molecular genetic ; Otofaji = Autophagy ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Amaç: İdiopatik Parkinson hastalığına nedeni moleküler düzeyde tam olarak belirlenememiştir. Dejenerasyona neden olabilecek moleküler mekanizmalardan yanlış katlanmış protein stresi ve otofaji ön plana çıkmıştır. Endoplazmik retikulum stresi ve otofajide görevli proteinlerin gen ekspresyonunu etkileyebilecek epigenetik değişikliklerin bu hastalığın patofizyolojisindeki rolünün araştırılması amaçlanmıştır.
Materyal Metod: Parkinson tanısı almış hastaların kanlarından DNA izole edilerek metilasyon spesifik restrüksiyon enzimleri ile elde edilen DNA'lar kesilmiştir. Kesilmiş ve kesilmemiş DNA'lar RT PCR ile amplifiye edilerek DNA'lar arasındaki PCR sonucununn farkı ile metile olmayan DNA miktarı elde edilmiştir. Hastalarla kontroller arasındaki metilasyon farklılığı ve hastaların inflamasyon markerları ile ilişkisi değerlendirilmiştir.
Bulgular: ER stres ve otofaji ilişkili genlerin metilasyon düzeyi kontrollere göre düşük saptanmıştır. (EİF2AK3 p=0.015, MAOA p=0.003, ATF6 p=0.002, NBR1 p=0.007, GBA p=0.012, LRRK2 p=0.043, PRKN p=0.005, ASK1 p=0.035 ve CHOP p<0.001) değerleri ile istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmışken XBBP istatistiksel olarak anlamlı değildir (p=0.157). XBP1 metilasyon düzeyi ile mini mental test arasında pozitif (r=0.563, p=0.003), sedimentasyonları ile negatif korelasyon gözlenmiştir (r=-0.661, p=0.010). Otofaji ile ilişkili PRKN gen metilasyon düzeyi depresyon ile negatif korele olarak izlenmiştir (r=-0.434, p=0.030). CHOP geninin metilasyon düzeyi inflamasyon markerı olan M/HDL ile negatif koreledir (r=-0.437, p=0.038). LRRK2 metilasyon düzeyi ile sedimentasyon negatif korele olarak saptanmıştır (r=-0.546, p=0.043).
Sonuçlar: PH patogenezinde ER stres, otofaji ve epigenetik regülasyon arasında ilişki mevcuttur. Bu ilişki nörodejeneratif ve nöroprotektif yolaklar arasındaki dengeyi oluşturmaktadır. Nörodejeneratif süreci hızlandırdığı düşünülen terminal ER stress ilişkili genlerde hipometilasyon patogenezde önemli role sahiptir. Özellikle PH geliştikten sonra bu genlerdeki hipometilasyon ve inflamasyonun çift yönlü etkileşimi PH kliniğinin ilerlemesinde önemli bir etkendir.

Abstract:
Aim: Among the molecular mechanisms of Parkinson's disease pathgenesis misfolded protein stress and autophagy have come to the fore. It was aimed to investigate the role of epigenetic changes that may affect gene expression of proteins involved in endoplasmic reticulum stress and autophagy in the pathophysiology of this disease.
Material and Method: DNA was isolated from the blood and the DNAs were cut with methylation specific restriction enzymes. The cut and uncut DNAs were amplified by RT PCR, and the amount of unmethylated DNA was obtained with the difference of the PCR result. The methylation difference between patients and controls and the relationship between patient's inflammation markers were evaluated.
Results: The methylation levels of genes were lower in PD patients (EIF2AK3 p=0.015, MAOA p=0.003, ATF6 p=0.002, NBR1 p=0.007, GBA p=0.012, LRRK2 p=0.043, PRKN p=0.005, ASK1 p=0.035 and CHOP p<0.001). XBBP was not statistically significant (p=0.157). A positive correlation was observed between XBP1 and mini mental test (r=0.563, p=0.003), A negative correlation was observed between XBP1 and sedimentation (r=-0.661, p=0.010), PRKN and depression (r=-0.434, p=0.030), CHOP and M/HDL (r=-0.437, p=0.038), LRRK2 and sedimentation (r=-0.546, p=0.043).
Conclusion: There is a relationship between ER stress, autophagy and epigenetic regulation in the pathogenesis of PD. This relationship creates the balance between neurodegenerative and neuroprotective pathways. Hypomethylation in terminal ER stress-related genes thought to accelerate the neurodegenerative process. Especially after the development of PD, the bidirectional interaction of hypomethylation and inflammation in these genes is an important factor in the progression of PD clinic.