Alzheimer hastalığı transgenik fare modelinde nano-LC-MS/MS metaproteomik analiz yöntemi ile bağırsak florasındaki değişimin araştırılması
Investigation of change in intestinal flora in alzheimer's disease transgenic mouse model BY nano-LC-MS / MS metaproteomic method
Yazar: ESRA AYAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET TARIK BAYKAL ; DR. BETÜL ŞAHİN
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Fareler = Mice ; Gastrointestinal mikrobiyom = Gastrointestinal microbiome ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kütle spektroskopisi = Mass spectroscopy ; Proteomikler = Proteomics

Özet:
Demansın en yaygın formu olarak görülen Alzheimer Hastalığı (AH); bilindiği üzere dejeneratif, kronik seyirli progresif bir hastalıktır. Bağırsak mikroorganizmalarının bilişsel kabiliyete olan etkisi gibi,  AH patogenezindeki rolü üzerine de bir çok çalışma yapılmıştır Ancak literatürde insan ve transgenik hayvan modeli çalışmalarında gut mikrobiyotanın nörodejenerasyonla ilişkisi hakkında çalışmalar ve kritikler mevcut olsa da, metaproteomiks yöntemlerle mikrobiyotanın AH patogenezi üzerine etkisi çalışılmamıştır. Dolayısıyla bu  çalışmada, erken evreyi temsilen 3 aylık ve geç evreyi temsilen 12 aylık 5 mutasyonlu ailesel Alzheimer hastalığı (5XFAD) transgenik ve transgenik olmayan kontrol fare modellerinin, birbirleri ve kendi içlerindeki kıyasından neşet eden bağırsak mikrobiyota farklılıkları ve bu farklılıkların beraberinde getirdiği proteom profil devinimleri nano sıvı kromotografi ve ardışık kütle spektrometrisi kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar, mikrobiyotanın AH patogenezinde aktif rol oynadığına işaret etmektedir. Biyoinformatik analizler, bağırsak florasında domine yada eşsiz bazı kilit filumların, transkripsiyon, translasyon, enerji ve glukoz ilişkili proteinlerinin ve bilhassa transkripsiyon ve enerji mekanizması yolaklarının, AH patogenezi ile ilişkisi olduğunu göstermiştir. Her yönden erken-evre ve ileri-evre fare modeli floralar kıyaslanarak derinlemesine analiz edilmiştir. Veriler göstermektedir ki, bağırsakta gerçekleşen mikrobiyota, proteom ve dolayısıyla moleküler devinimler, hastalık semptomları kendini belli etmeden çok önceki dönemlerde ortaya çıktığı gibi ileri-evrelerde de normal yaşlı florasından bariz farklılıklar da ortaya çıkmaktadır. Bu bağlamda ilerletilen çalışmamız ile elde edilen ileri-evre ve erken-evre kilit filum, protein ve yolakların markör olarak değerlendirilmeye kuvvetli bir aday olduğu, bu ve buna benzer çalışmalar için literatüre öncü bir çalışma olarak katkıda bulunacağı belirtilmiştir.

Abstract:
Alzheimer's Disease (AD), seen as the most common form of dementia, is a degenerative, chronic progressive disease. Just as the effect of intestinal microorganisms on cognitive ability, many studies have been conducted on the role of AD in pathogenesis. However, although there are studies and criticisms about the relationship between gut microbiota and neurodegeneration in human and transgenic animal model studies, the effect of microbiota on AD pathogenesis by metaproteomics methods has not been studied. Therefore, in this study, the differences of 3-month transgenic and control mice representing the early stage and 12-month transgenic and control mice representing the late-stage were investigated. Also, proteome profile change was investigated using nano Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. The results indicate that the microbiota plays an active role in the pathogenesis of AD. Bioinformatic analysis has demonstrated that dominated or some of the unique key phyla, transcription, translation, energy, and glucose-related proteins, and especially transcription and energy mechanism pathways, are associated with the pathogenesis of AD. In all aspects, early-stage and late-stage mouse models were analyzed in-depth by comparing flora. The data show that microbiota, proteome, and molecular movements in the intestine emerge long before the symptoms of the disease manifest themselves, as well as obvious differences from the normal aged flora in the late-stage. In this context, it is expressed that the late-stage and early-stage key phylum, protein, and pathways obtained with our advanced study are a strong candidate to be appreciated as markers and will contribute to the literature as a descriptive study for this and similar studies.