Maternal separasyona maruz kalan erkek sıçanlarda zenginleştirilmiş çevrenin hipokampal bağımlı öğrenme ve nörogenez üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of enriched environment on hippocampal dependent learning and neurogenesis in maternally separated male rats
Yazar: ÖZGE SELİN ÇEVİK
Danışman: DOÇ. DR. LEYLA ŞAHİN
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı / Fizyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Adrenal korteks hormonları = Adrenal cortex hormones ; Bellek = Memory ; Episodik bellek = Episodic memory ; Ergenler = Adolescents ; Fetal tehlike = Fetal distress ; Hipokampus = Hippocampus ; Mekansal bellek = Spatial memory ; Nörogenez = Neurogenesis ; Sıçanlar = Rats ; Öğrenme = Learning

Özet:
Maternal separasyon, bireyin yaşamının erken dönemlerinde maruz kaldığı bir stres türüdür ve erişkin dönemdeki bilişsel ve emosyonel işlevler üzerinde önemli etkilere sahiptir. Öğrenme ve nörogenez süreçlerinin gerçekleştiği yer olan hipokampüsün yapısı ve fonksiyonları çevresel faktörlerden etkilenmektedir. Bu araştırmada maternal separasyon stresi oluşturulmuş erkek sıçanlarda zenginleştirilmiş çevrenin hipokampal bağımlı öğrenme ve nörogenez üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada 63 adet Wistar Albino cinsi erkek sıçan sırasıyla; kafes kontrol (K, n=12), zenginleştirilmiş çevre kontrol (ZÇ, n=12) maternal separasyon standart kafes (MSSD, n=12), maternal separasyon zengin çevre (MSZÇ, n=12), maternal separasyon kortikosteron ölçüm grubu (MS21K, n=5), PN22. gün standart ortam nörogenez grubu (STD21, n=5) ve PN22. gün maternal separasyon nörogenez grubu (MS21N, n=5) olarak 7 gruba ayrılmıştır. Maternal separasyon için sıçanlar; postnatal (PN) 3-PN 21 günleri arasındaki 3 saatlik süreyi (09.00-12.00) annelerinden ayrı olacak şekilde geçirmişlerdir. PN22-PN55 günleri arasındaki süreyi zenginleştirilmiş çevre grupları zengin ortam kafesinde, K grubu ise kendi kafesinde geçirmiştir. STD21 ve MS21N grupları PN21. günün sonunda dekapite edilerek hipokampüs dokuları alınmış ve kan örnekleri toplanmıştır. Diğer grupların PN55. günden itibaren Morris su tankı testi (MSTT) ile öğrenme ve bellek performansı; açık alan ve yükseltilmiş plus maze testi ile de davranış performansları incelenmiştir. Testi biten gruplar dekapite edilerek hipokampüs dokuları izole edilmiş ve nörogenez süreci ile ilgili genlerin ekspresyon düzeylerine RT-PCR yöntemi ile bakılmıştır.  Kan kortikosteron düzeyleri ise ELISA yöntemi ile ölçülmüştür. Elde edilen tüm veriler istatiksel olarak değerlendirilmiştir. MSTT bulgularına göre, MSSD ve MSZÇ gruplarının bellek performansı K grubuna göre anlamlı olarak artmıştır (p<0,05). Açık alan testinde ise MSSD grubu ve ZÇ grubunun lokomotor aktivitesi MSZÇ grubuna göre yükselmiştir (p<0,05). Yükseltilmiş artı labirent testinde; MSSD grubunun K ve ZÇ grubuna göre anksiyetesi yükselmiştir (p<0,05). NMDA reseptörünün alt birimlerini kodlayan Grin2a, Grin2b ve BDNF genlerinin ekspresyon düzeyleri MS21N grubunda MSSD, MSZÇ ve ZÇ gruplarına göre daha yüksektir (p<0,05). SOX2 ve DCX gen ekspresyonları bakımından gruplar arasında anlamlı fark gözlenmemiştir. cFos gen ekspresyonu ise MSZÇ grubunda K'e göre anlamlı olarak azalmıştır (p<0,05). Kan kortikosteron düzeyleri MSZÇ grubunda K ve MS21K grubuna göre anlamlı olarak azalmıştır (p<0,05). Sonuç olarak, maternal separasyon stresi erkek sıçanlarda bellek performansını arttırmıştır. Aynı zamanda stres ile beraber uygulanan zengin çevre grubunda da yine bellek performansında artış gözlenmiştir. Maternal separasyon stresi hayvanlarda anksiyete oluştururken aynı zamanda lokomotor aktivitelerini de yükseltmiştir. Uygulanan zengin çevre artan anksiyete düzeylerini azaltmamış, fakat artmış lokomotor aktiviteyi azaltmıştır. Tek başına maternal separasyon stresi 21. günün sonunda, bellek ile ilgili gen düzeylerini değiştirmiş fakat nörogenez süreçlerinde yer alan genlerin ekspresyon düzeylerini etkilememiştir. 
Anahtar Kelimeler: zenginleştirilmiş çevre; bellek; anksiyete; hipokampüs; nörogenez; plastisite

Abstract:
Maternal separation is a type of stress that an individual is exposed to in the early stages of the life and has important effects on cognitive and emotional functions in adulthood. The structure and functions of the hippocampus, which is defined as the place where learning and neurogenesis processes take place, are affected by environmental factors. In this study, the effects of enriched environment on hippocampal-dependent learning and neurogenesis were investigated in maternally separated male rats. In the study, 63 Wistar Albino male rats were were divided into 7 groups respectively; cage control (C, n=12), enriched environment control (EE, n=12), maternal separation standard cage (MS, n=12), maternal separation enriched environment (MSE, n=12), maternal separation corticosterone measurement group (MS21C, n=5), PN22. day control neurogenesis group (STD21, n=5) and PN22. maternal separation neurogenesis group (MS21N, n=5). Maternally separated rats; spent the 3-hours (09.00-12.00) between postnatal (PN)3-PN 21 days separated from their mothers. Enriched environmental groups spent the time between PN22-PN55 days in enriched cages, and control groups spent same time in their cage. STD21 and MS21N groups were decapitated at the end of the PN21 and hippocampus tissues and blood samples were collected. Learning and memory performance of other groups was evaluated by Morris water tank test (MSTT) at PN55 day. Behavioral performances were examined with the open field and elevated plus maze test. The groups that completed the test were decapitated and the hippocampus tissues were isolated and the expression levels of the genes related to the neurogenesis process were examined by RT-PCR method. Blood corticosterone levels were measured by ELISA method. All obtained data were evaluated statistically. According to the MSTT findings, the memory performance of the MS and MSE groups increased significantly compared to the control group (p<0.05). In the open field test, the locomotor activity of the MS and EE group increased compared to the MSE group (p<0.05). In the elevated plus maze test, the anxiety of the MS group was higher than control and EE groups (p<0.05). Expression levels of Grin2a, Grin2b and BDNF genes, which encode subunits of the NMDA receptor, were higher in the MS21N group than in the MS, MSE and EE groups (p<0.05). No significant difference was observed between the groups in terms of SOX2 and DCX gene expressions. cFos gene expression was significantly decreased in the MSE group compared to the control (p<0.05). Blood corticosterone levels were significantly decreased in the MSE group compared to the control and MS21C groups (p<0.05). In conclusion, maternal separation stress increased memory performance in male rats. Also, enriched environment that applied to the maternal separated rats increased memory performance. While maternal separation stress caused anxiety in animals, it also increased their locomotor activities. The applied enriched environment did not reduce the increased anxiety levels, but decreased the increased locomotor activity. Maternal separation stress alone changed memory-related gene levels at the end of 21 days, but did not affect the expression levels of genes involved in neurogenesis processes.