Mitokondriyal dinamik ve mitofajinin endometriyal siklus ve desidualizasyondaki rolü
The role of mitochondrial dynamic and mitophagy during endometrial decidualization
Yazar: ZEHRA SEZER
Danışman: PROF. DR. EMİNE ELİF GÜZEL MEYDANLI
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Desidua = Desidua ; Endometriyum = Endometrium ; Gebelik = Pregnancy ; Menstrüal siklus = Menstrual cycle ; Mitofaji = Mitophagy ; Mitokondriler = Mitochondria

Özet:
Başarılı bir gebelik; doğru embryo gelişimi ve yeterli endometriyal farklılaşma olmak üzere iki önemli süreç gerektirir. Fakat gebeliğin gerçekleşmesi ve sürdürülmesi için ana süreçlerden biri olan desidualizasyonu düzenleyen mekanizmalar halen tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. Bu çalışmada, menstrual siklus ve gebelik dönemlerinde endometriyal stroma hücrelerin (ESH'lerde) proliferasyonu ve farklılaşmasında rol oynayan mitokondriyal (mt) fisyon, füzyon ve mitofajinin mekanizmalarında rol oynayan proteinlerin ve bu proteinler üzerinde etkili olan hormonların araştırılması amaçlandı. Çalışmada menstrual siklusun; erken (EP) ve geç (GP) proliferasyon, erken (ES), orta (OS) ve geç (GS) sekresyon fazlarına ait  endometriyum dokularındaki ESH'lerde ve gebeliğin ilk trimester (FP) ve term (TP) dönemlerine ait insan plasenta dokusundaki desidua hücrelerinde (DH'lerde), mt dinamik ve mitofaji belirteçlerinin seviyeleri incelendi. Mt fisyon için Drp1, Fis1 ve MFF, mt füzyon için MFN2 ve OPA1, mitofaji için Pink1 ve Parkin proteinlerinin seviyeleri immünohistokimya yöntemi ile in vivo olarak araştırıldı. Buna ek olarak, EP dönemindeki endometriyumdan izole edilen ESH'lerde ve FP ile TP dokularından izole edilen DH'lerde östrojen (E2) ve/veya progesteron (P4)  hormonlarının, mt belirteçler üzerindeki in vitro etkisi Western blot yöntemi ile incelendi. İn vivo bulguların değerlendirilmesi sonucunda; mt fisyonun, EP grubunda Drp1 ve MFF aracılığıyla, FP ve TP gruplarındaki DH'lerde ise Drp1 ve Fis1 aracılığıyla arttığı gözlendi. Mt fisyonun FP-DH'lerdeki artışında P4 hormonunun etkili olduğu tespit edildi. Mt füzyonun ise, GP ve FP gruplarında arttığı ve bu artışın hormona bağımlı olmadığı gözlendi. Ek olarak mitofaji değerlendirildiğinde; FP ve TP gruplarındaki DH'lerde Pink/Parkin aracılı mitofajinin arttığı ve bu artışın E2+P4'e bağlı olabileceği gösterildi. Sonuç olarak; desidualizasyon süreci ile ESH'lerin DH'lere farklılaşmasında mt füzyon, fisyon ve mitofajinin etkili olduğu, ESH'lerin FP-DH'lere farklılaşmasında mt fisyon ve mitofaji protein yolaklarının ve bu yolaklarda ise P4'ün etkili olabileceği düşünüldü. Çalışmada, sağlıklı bir desidual farklılaşmada rol oynayan mt dinamik mekanizması ve bu mekanizmada etkili olan steroid hormonu tanımlandı. Bu sayede tekrarlanan implantasyon hataları ve istenmeyen düşük gibi hatalı desidualizasyondan kaynaklanabilen hastalıkların altında yatan mekanizmanın aydınlatılmasına katkı sağlanabilir.

Abstract:
A successful pregnancy requires two essential processes: correct embryo development and adequate endometrial differentiation. However, the mechanisms regulating decidualization, one of the main processes for maintaining pregnancy, are still not fully clarified. Therefore, this study aimed to determine mitochondrial (mt) fission, fusion, and mitophagy in the endometrial stroma cells (ESCs) during the menstrual cycle and pregnancy. Also, the aim of this study is to investigate the effective hormones on mt dynamic and mitophagy in ESCs. In the study, the levels of mitochondrial (mt) dynamics and mitophagy markers were examined in ESCs of endometrial tissues of early (EP) and late (GP) proliferation, early (ES), middle (OS), and late (GS) secretion phases in the menstrual cycle and in decidual cells (DCs) of placental tissue from the first trimester (FP) and term periods (TP) of pregnancy. Drp1, Fis1 and MFF proteins for mt fission, MFN2 and OPA1 proteins for mt fusion, and Pink1 and Parkin proteins for mitophagy were investigated in vivo with immunohistochemistry method. In addition, the effects of estrogen (E2) and/or progesterone (P4) hormones on mt markers in ESCs isolated from the endometrium in the EP period and DCs isolated from FP and TP tissues were investigated by the Western blot method. As a result of the evaluation of the in vivo results, mt fission was observed to increase through EP by Drp1 and MFF and through FP and TP by Drp1 and Fis1. Furthermore, the P4 hormone was effective in the increase of Mt fission in FP-DCs. Mt fusion increased in GP and FP phases, and it was shown that this increase did not happen under the influence of E2 and/or P4. In addition, when mitophagy was evaluated in cells, it was shown that Pink/Parkin-mediated mitophagy increased in DCs in FP and TP groups and this increase might be due to P4. As a result, it was determined that mt fission, fusion, and mitophagy are effective in the differentiation process from ESCs into DCs with the decidualization; P4-mediated mt fission and mitophagy protein pathways may be effective in the differentiation of EScs into FP-DCs. The mt dynamic mechanism which plays a role in the healthy targeted differentiation and also the effective steroid hormone associated with this mechanism has been determined. In this way, this study can contribute to the elucidation of the underlying mechanism of diseases that may result from defective decidualization, such as repeated implantation failure and abortion, and also contribute to the literature for further studies regarding appropriate target treatments.