Beyin ekstrasellüler matriksinin nörodejenerasyondaki rolünün alzheimer fare modelinde araştırılması

Abstract

Alzheimer hastalığında (AD), sinaptik yanıt mekanizmalarının ve sinaptik bağlantı stabilitesinin hasar gördüğü bilinmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, nöron ve glialar tarafından üretilen bazı ekstrasellüler matriks bileşenlerinin, bu iki mekanizma üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Çalışmanın amacı, Alzheimer's hastalığının başlangıç ve gelişim evrelerinde, hastalık modeli olan 5XFAD farelerden elde edilen hipokampal ekstrasellüler matriks örneklerinde proteom profilini analiz ederek, nörodejenereasyon oluşumu ile ilgili bu evrelere ait protein seviyesindeki değişimleri ve posttranslasyonel modifikasyon değişimlerini tanımlamaktır. Bunlara ek olarak, sağlıklı ve Alzheimer's hastası bireylerden alınan beyin-omurilik sıvıları ve post mortem beyin dokusu örneklerinin proteom analizi yapılarak, hastalığın gelişiminde rol alan temel yolakları belirlemektir. Fareler 3 (3m), 6 (6m) ve 12 (12m) aylık iken, Morris Su Tankı deneyleri ile hafıza testlerini takiben, intraserebral mikrodiyaliz `push-pull` yöntemi ile hipokampal ekstrasellüler matriks örnekleri toplandı. Örneklerin protein ekspresyon profilleri nanoLC-MS/MS yöntemi kullanılarak analiz edildi. Kütle spektrometrisi ile elde edilen ham data, Progenesis QI yazılımı ile işlenerek protein tanımlamaları gerçekleştirildi. 3,6 ve 12 aylık ECM örneklerinde sırasıyla 251, 213 ve 238 protein tanımlandı. Bunlardan sırasıyla 68, 41 ve 33 protein istatistiksel olarak anlamlı (p<0.05) en az 1.4 kat ekspresyon değişikliği gösterdi. Beyin-omurilik sıvılarının analizinde 204ü anlamlı değişen 1041 protein, postmortem doku analizlerinde 311i anlamlı değişen 1737 protein tanımlandı. Anlamlı değişiklik gösteren proteinler, Ingenuity Pathway Analysis (IPA) yazılımı ile analiz edilerek ilgili yolaklar tespit edildi.

In Alzheimer's disease (AD), the disruption of synaptic response and stability is known. In recent years, the studies showed that extracellular matrix produced by neurons and glial cells has several effects on those disruptions. The aim of this study is identifying the alterations in expression of extracellular matrix proteins and their posttranslational modifications in the early and progression stage of the disease by obtaining extracellular matrix from 5XFAD Alzheimer's disease mouse model via intracerebral push-pull perfusion. In addition, it has been aimed to identify the pathways related with the disease by studying on cerebro-spinal fluids (CSF) and postmortem brain tissues of healthy and AD subjects. Following the Morris Water Maze memory tests, the hippocampal ECM samples from each mice were collected by in-vivo intracerebral push-pull method at month 3 (3m), 6 (6m) and 12 (12m). The protein expression analysis were performed by nanoLC-MS/MS and ProgenesisQI were used for protein identification. In the extracellular matrix samples belong to 3, 6 and 12-month-old mouse, 251, 213 and 238 proteins were identified, respectively and 68, 41 and 33 proteins were statistically meaningful (p<0.05) and minimum 1.4-fold change. Additionally, 1041 proteins were identified in CSF samples and 204 of them were meaningful. 1737 proteins were identified in post mortem brain tissue samples and 311 of them were meaningful. These proteins were analyzed by Ingenuity Pathway Analysis (IPA) software and several pathways were determined.