Diyet ile indüklenmiş deneysel obezite modelide otofaji ile ilişkili genlerin ekspresyon düzeylerinin incelenmesi
Expression levels investigation of autophagy related genes in diet induced experimental obesity model
Yazar: FARUK ÇELİK
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR ÜMİT ZEYBEK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı / Moleküler Tıp Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Obezite = Obesity ; Otofaji = Autophagy ; Vücut kitle indeksi = Body mass index

Özet:
Son yıllarda dünya genelinde özellikle gelişmiş toplumların en önemli sağlık sorunlarından biri haline gelen ve şimdiye kadar en büyük sorun olarak görünen yetersiz beslenme ve enfeksiyon hastalıklarından daha büyük bir problem şeklinde karşımıza çıkan ve metabolik bir hastalık olan obezite, sağlıksız beslenme, spordan uzak yaşam tarzı, stresli iş ve genel hayat tarzı da eklenince tip 2 diabetes mellitus, hipertansiyon, koroner kalp hastalıkları, belirli kanser türleri, uyku solunum bozukluğu ve osteoarthritis gibi ilişkili olduğu hastalıkların da ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Obezite Vücut Kitle İndeksi (VKİ) ile tanımlanmaktadır. Obezitenin özellikle modern toplumlarda küresel salgın halini almasının ana nedenleri olarak genetik duyarlılık, yüksek enerjili gıdalara kolay erişim, fiziksel aktivitede azalma olarak sıralanabilir. Obezitenin artık bireysel kozmetik yada görsel bir sıkıntı olmaktan öte küresel sağlığı tehtid eden bir salgın olarak nitelendirilmesi gerekmektedir. Otofaji, uzun ömürlü proteinlerin ve hasarlı veya fonksiyonel olarak gereksiz olan hücre içi yapıların düzeylerinden sorumludur. Hücresel homeostazın sürdürülmesi için gerekli olan  işlemdir, açlık (ATP-üreten substratlar, örneğin amino asitler sağlamak için) ve diğer stres-indükleme koşulları ile aktive edilmektedir. Mekanizmadaki herhangi bir düzensizlik birçok bozukluğa yol açar ve yaşlanmada rol oynar. Hepatik otofajinin obezite ve diabette bozuk olduğu ve bunun düzenlenmesinin insülin duyarlılığını artırdığı bilinmektedir. 
Otofaji, sitoplazmik bileşenleri lizozoma ileten hücre içi bir degradasyon sistemidir. Sadeliğine rağmen, son gelişmeler, otofajinin bazen karmaşık olan çok çeşitli fizyolojik ve patofizyolojik roller oynadığını göstermiştir. Bu sebeplerden dolayı otofaji ile ilişkisi literatürler ve çalışmalar ile kanıtlanan ATG3, ATG5 ve ATG8 genleri çalışmamızda deney hayvan modeli örneklerinde çalışılmıştır.
Çalışmamızda RNA izolasyonu, cDNA sentezi, gerçek zamanlı real-time PcR (RT-qPcR) yöntemleri kullanılmıştır. Oluşturulan 2 adet deney grubu ve kontrol grubunda (20'er hayvan) C57BL6J hayvan modelinin karaciğer ve yağ dokularından yapılan çalışma sonucu deney grupları ve kontrol grubu yağ ve karaciğer dokusu verileri arasında yapılan karşılaştırmalı istatistiksel analize göre deney grubu 1 (D1) yağ doku örneklerinde ATG5 (Kat Değişimi-1.13:  p değeri-0.001: %95 güven aralığı-0,75-1,83) ve ATG8 (Kat Değişimi-0.23:  p değeri-0.019: %95 güven aralığı-0,21-2,46) ekspresyon seviyelerinde artış ve anlamlılık olduğu görülmüştür. 
D1 grubu karaciğer doku örneklerinde ATG8 (Kat Değişimi-0.60:  p değeri-0.001: %95 güven aralığı-1,47-3,73) ekspresyon seviyesinde artış görülmüştür. Kontrol grubu karaciğer doku örneklerinde ATG3 (Kat Değişimi-2.81:  p değeri-0.031: %95 güven aralığı-0,19-3,83) ve ATG5 (Kat Değişimi-2.39:  p değeri-0.016: %95 güven aralığı-0,36-3,25) ekspresyon seviyelerinde artış ve anlamlılık olduğu görülmüştür. 
Deney grubu 2 (D2) ve kontrol grubu yağ doku örnekleri verilerine göre yapılan analiz sonucu, D2 grubunda ATG5 (Kat Değişimi-1.65:  p değeri-0.007: %95 güven aralığı-0,23-1,35) ve ATG8 (Kat Değişimi-0.19:  p değeri-0.008: %95 güven aralığı-0,45-2,68) ekspresyon seviyelerinde artış ve anlamlılık olduğu görülmüştür. 
Deney grubu 2 (D2) ve kontrol grubu karaciğer doku örnekleri verilerine göre yapılan analiz sonucu karaciğer doku örneklerinde ATG8 (Kat Değişimi-0.61:  p değeri-0.001: %95 güven aralığı-0,24-3,42) ve kontrol grubunda ATG5 (Kat Değişimi-2.01:  p değeri-0.015: %95 güven aralığı-0,33-2,88) ekspresyon seviyelerinde artış ve anlamlılık olduğu görülmüştür. 
Çalışmamıza incelenen ATG3, ATG5 ve ATG8 otofaji gen bölgeleri ve uluslararası literatürlere göre yapılan çalışmalar bu araştırmanın devam etmesi gerektiğini göstermektedir. Bu konu ile ilgili örnek sayısını artırarak yapılacak araştırmalarla elde edilen verilerin metabolik bir hastalık olan obezitenin kanser ile ilişkisini daha sağlam temellere bağlayacağını ve bu genlerin tanıda (diagnostikte) birer potansiyel aday gen olabileceğini düşünmekteyiz.

Abstract:
Obesity, which is a metabolic disease, which has become one of the most important health problems of especially developed societies throughout the world in recent years, and which has become a bigger problem than malnutrition and infectious diseases, which have been the biggest problems until now, unhealthy diet, lifestyle away from sports, stress When work and general lifestyle are added, it also causes related diseases such as type 2 diabetes mellitus, hypertension, coronary heart diseases, certain types of cancer, sleep breathing disorder and osteoarthritis. Obesity is defined by the Body Mass Index (BMI). Genetic susceptibility, easy access to high-energy foods, and decreased physical activity can be listed as the main causes of obesity becoming a global epidemic, especially in modern societies. Obesity should now be described as an epidemic that threatens global health, rather than an individual cosmetic or visual nuisance. Autophagy is responsible for levels of long-lived proteins and damaged or functionally unnecessary intracellular structures. It is the process necessary for the maintenance of cellular homeostasis, activated by starvation (to provide ATP-producing substrates, eg amino acids) and other stress-inducing conditions. Any irregularity in the mechanism plays a role in many disorders and aging. It is known that hepatic autophagy is impaired in obesity and diabetes, and its regulation increases insulin sensitivity.
Autophagy is an intracellular degradation system that delivers cytoplasmic components to the lysosome. Despite its simplicity, recent advances have shown that autophagy plays a wide variety of physiological and pathophysiological roles that are sometimes complex. For these reasons, ATG3, ATG5 and ATG8 genes, whose relationship with autophagy has been proven by literature and studies, will be studied in experimental animal model samples.
In our study, RNA isolation, cDNA synthesis, real-time PCR (RT-qPcR) methods were used. According to the comparative statistical analysis made between the liver and adipose tissues of the C57BL6J animal model in the two experimental groups and the control group (20 animals each), the experimental groups and the control group adipose and liver tissue data, ATG5 in the experimental group 1 (D1) adipose tissue samples (Fold change -1.13: p value -0.001: 95% confidence interval -0.75-1.83) and ATG8 (Fold change -0.23: p value -0.019: 95% confidence interval -0.21-2.46) The expression levels were increased and found to be significant.
An increase in the expression level of ATG8 (Cold Change -0.60: p value -0.001: 95% confidence interval -1.47-3.73) was observed in D1 group liver tissue samples. In the liver tissue samples of the control group, ATG3 (Cold Change-2.81: p value-0.031: 95% confidence interval-0.19-3.83) and ATG5 (Cold Change-2.39: p value-0.016: 95% confidence interval-0, 36-3.25) expression levels were increased and found to be significant.
The results of the analysis based on the data of the experimental group 2 (D2) and control group adipose tissue samples showed that ATG5 (Colle Change-1.65: p value-0.007: 95% confidence interval-0.23-1.35) and ATG8 (Fold Change-1.35) in the D2 group. -0.19: p value-0.008: 95% confidence interval -0.45-2.68) was found to be significant and increased in expression levels.
As a result of the analysis performed according to the liver tissue samples of the experimental group 2 (D2) and control group, ATG8 (Cold Change-0.61: p value-0.001: 95% confidence interval-0.24-3.42) in liver tissue samples and ATG5 ( Fold Change-2.01: p value-0.015: 95% confidence interval-0.33-2.88) expression levels were found to be increased and significant.
ATG3, ATG5 and ATG8 autophagy gene regions, which are the subject of our study, and studies conducted according to international literature show that this research should continue, and we think that increasing the number of samples related to this subject and the obtained data will connect the relationship between obesity, a metabolic disease, and cancer to a more solid basis. We think that genes are potential candidate genes in diagnosis.