Diskoid menisküs kaynaklı mezenkimal kök hücre ve normal menisküs kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin gen ekspresyonları açısından karşılaştırılması
Investigation of effects of cardiomyogenic differentiation factors, VEGF and decellularized heart matrix on the differentiation of mesenchymal stem cells via Notch/Hedgehog signaling pathways
Yazar: ADEM AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLÇİN GACAR
Kocaeli Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı / Kök Hücre ve Doku Yenilenmesi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
AMAÇ: Sunulan tez çalışmasında sıçan kalbinden deselülarizasyon tekniğiyle elde edilen
kalp ekstraselüler matriksinin, kardiyomiyojenik uyarımın ve VEGF molekülünün sıçan
kemik iliği kökenli mezenkimal kök hücrelerin farklılaşmasına olan etkilerinin Notch ve
Hedgehog sinyal yolaklarındaki değişimler ile incelenmesi amaçlanmıştır.
YÖNTEM: Deterjan uygulaması neticesinde kalp dokusundan hücreler uzaklaştırılarak
deseleülarize doku ve organları oluşturacak olan mezenkimal kök hücrelerin tutunacağı ve
farklılaşma sürecine gireceği kalp ekstraselüler matriksi elde edilmiştir. Deselülarize edilen
kalbin ekstraselüler matriksinden hücre ve hücresel kalıntıların tamamen arındırıldığı
histokimyasal, immünfloresan ve moleküler olarak kanıtlanmıştır. Sıçan kemik iliği
kökenli mezenkimal kök hücreler deselülarize ekstraselüler matriks üzerine ekilmiştir ve
matriks üzerinde çoğalmaları sağlanmıştır. Deselülarize ekstraselüler kalp matriksi üzerine
ekilen hücreler standart besiyerinde kültüre edilerek, matriks kaynaklı fiziksel uyarım ve
bu fiziksel uyarıma ek olarak kardiyomiyojenik farklılaşma eklentilerinin olduğu
farklılaşma besiyerinden kaynaklı kimyasal uyarımın kardiyomiyojenik farklılaşma
mekanizması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deselülarize yapı iskelesindeki hücrelerin
kardiyomiyojenik farklılaşma durumları kardiyomiyosit hücrelerine, Notch ve Hedgehog
sinyal yolaklarına özgü belirteçler kullanılarak gen ifadesi düzeyinde Real Time-PCR ile
ve protein seviyesinde ise histokimyasal ve immünfloresan boyamalarla tespit edilmiştir.
üç boyutlu deselülarize ekstraselüler matriksten elde edilen veriler, standart ve
kardiyomiyojenik farklılaşma besiyerinde iki boyutlu olarak kültüre edilen hücrelerle
kıyaslanmıştır. Böylece deselülarize kalp matriksi üzerinde yapılan farklılaşma yönteminin
verimliliği incelenmiştir.
BULGULAR: Elde edilen bulgular kalp deselülarizasyonunun etkili ve başarılı bir şekilde
gerçekleştirilebildiğini göstermiştir. Kalp ekstraselüler matriksine ekilen hücrelerin
canlılıklarını koruyabildiği ve çoğalmaya devam ettikleri gözlemlenmiştir. üç boyutlu
ekstraselüler matriks üzerinde kardiyomiyojenik farklılaşmaya alınan hücrelerin, iki boyutlu olarak kültüre edilen hücrelere kıyasla daha yüksek seviyede gen ifadesini
tetiklediği tespit edilmiştir.
SONUÇ: Kalp ekstraselüler matriksinin hücrelerinden tamamen arındırıldığı ortaya
koyulmuştur. Deselülarize kalp ekstraselüler matriksinin sıçan kemik iliği kökenli
mezenkimal kök hücrelerle reselülarize edilmesi sonrasında, hücrelerin matrikse tutunarak
canlıklarını korudukları ve çoğalmaya devam ettikleri gösterilmiştir. Ayrıca deselülarize
kalp ekstraselüler matriksinden kaynaklanan fiziksel uyarım ve kardiyomiyojenik
farklılaşma eklentilerinden kaynaklanan kimyasal uyarım ile miyokard tabakasına benzer
bir yapı elde edildiği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Deselülarizasyon, Kalp, Ekstraselüler Matriks, Reselülarizasyon, Doku Mühendisliği

Abstract:
OBJECTIVE: In the present thesis study, it was aimed to investigate the effects of heart
extracellular matrix obtained by decellularization technique from rat, cardiomiogenic
stimulation and VEGF molecule on the differentiation of rat bone marrow derived
mesenchymal stem cells with changes in Notch and Hedgehog signaling pathways.
METHOD: At the end of the detergent application, the cells were removed from the heart
tissue and a decellularized cardiac extracellular matrix was obtained. In this view, three
dimensional scaffold was achieved for the mesenchymal stem cells, which will form the
tissues and organs, and which will enter the differentiation process. It was proven that the
cells and the cell debris were completely removed from the cardiac extracellular matrix as
histochemical, immunofluorescent and molecular experiment. Rat bone marrow-derived
mesenchymal stem cells were seeded and provided to proliferate onto decellularized
extracellular matrix. Cells reseeded on a decellularized extracellular heart matrix were
cultured in a standard medium to investigate the effects of matrix-induced physical
stimulation and cultured with cardiomyogenic differentiation supplements containing
medium to observe the effect of chemical stimulation for cardiomyogenic differentiation
mechanism. Cardiomiogenic differentiation of cells in the decellularized scaffold was
determined by cardiomyocyte cells, Notch and Hedgehog signaling pathways specific
markers. This finding was gained by real time PCR at the gene expression level and by
histochemical and immunofluorescent staining at the protein level. The data obtained from
3-dimensional decellularized extracellular matrix was compared with the cells cultured in
2-dimensional in standard and cardiomiogenic differentiation medium. Thus, the efficiency
of the differentiation method on the decellularized heart matrix has been examined.
RESULTS: Results obtained from investigations have shown that heart decellularization
can be performed effectively and successfully. It has been observed that the cells reseeded
onto the heart extracellular matrix can maintain their viability and continue to proliferation
of their. Cells undergoing cardiomyogenic differentiation onto a 3-dimensional extracellular matrix were found to induce gene expression at a higher level than cells
cultured in 2-dimensional.
CONCLUSIONS: It has been shown that cells of the heart were completely removed from
the extracellular matrix. It has been shown that after recellularization of the decellularized
cardiac extracellular matrix with rat bone marrow derived mesenchymal stem cells, the
cells retained their viability and continued to proliferate. It has also been observed that a
similar structure to that of the myocardial layer is obtained by chemical stimulation from
cardiomyogenic differentiation supplements and physical stimulation from decellularized
cardiac extracellular matrix.

Keywords: Decellularizaton, Heart, Extracellular Matrix, Resellularization, Tissue Engineering