Neonatal ve erişkin dönem adacık gelişiminin proteomik stratejiler ile aydınlatılması

Abstract

Glikoz metabolizmasında gözlenen aksaklıklara bağlı diyabet gelişimi dünya genelinde çok sık rastlanan bir patolijidir. Diyabete yol açan faktörler arasında pankreas adacıklarının sayısında azalmanında yer alması nedeniyle, adacık nakli diyabet tedavisinde umut vaat etmektedir. Ancak yöntem henüz rutinde uygulanamamaktadır ve geliştirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla adacık fizyolojisinin tanımlanması önemlidir. Neonatal dönemde adacıkların çoğlama kapasitelerinin erişkin döneme göre daha yüksek iken erişkin dönemde insülin metabolizması daha aktiftir. Tez kapsamında adacık nakli öncesinde yeterli hücre grubu sayısına ulaşabilmek ve insülin metabolizmasını aktifleştirebilmek için uygulanması gereken yöntemleri tanımlamak amacı ile neonatal ve erişkin dönem adacıkları arasında kıyaslama yapılmıştır. Çalışma kapsamında yeni doğan (n=18) ve erişkin (n=12) dönem Wistar sıçanlardan adacık hücreleri izole edilmiştir. İzole edilen adacıkların canlılıkları tespit edildikten sonra, adacıklardan protein izolasyonu yapılmıştır. İki boyutlu jel elektroforezi ile protein haritalaması yapılarak, protein profilleri elde edilmiş ve PDQuest 8.0.1 programı ile farklı ifadelenen protein kümeleri tespit edilmiştir. Matriks Yardımlı Lazer İyonizasyon Kütle Spektrometreleri (MALDI-TOF) ile elde edilen peptit kütlelerinden MASCOT programı kullanılarak protein kimliklendirmesi yapılmıştır. Peptit kütle parmak izi (PMF) yöntemi ile tanımlanan proteinlerin adacık metabolizması üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amacıyla Cytoscape 3.1.1 programı kullanılarak ontoloji analizi yapılmış ve protein listesi proliferasyon, immün sistem ve insülin metabolizması açısından tartışılmıştır.Neonatal dönemde adacık içinde yer alan hücrelerin çoğalma hızlarının yüksek olması ve insülin metabolizmasında gözlenen farklılıklar, bu iki yaşam dönemini nakil amaçlı çalışmalar için değerli birer kaynak haline getirmektedir. İki boyutlu jel elektroforezi ve MALDI-TOF kütle spektrometresi kullanılarak yapılan kimliklendirmeler neticesinde adacık gelişiminde ve hücre döngüsünde etkin olan mihenk proteinler tespit edilmiştir. Özet olarak yapılan çalışma ile başta enerji metabolizması proteinleri olmak üzere 19 adet proteinin neonatal ve erişkin dönem aktivitelerinde etkin olabileceği tespit edilmiştir.

Diabetes mellitus (DM) is a metabolic diseasethat has high incidence around the world. One of the reasons of diabetes is islet beta cells dysfunction. Islet transplantation is a promising way for treatment of diabetes. Although there are some limitations such as beta cell mass and immune reaction, it is possible to overcome these problems by further studies on islet physiology. To elucidate underlying physiological mechanisms, neonatal and adult stage islets were compared at the protein level. In this study, pancreatic islets were isolated from neonatal rats (n=18) and adult wistars (n=12). In order to measure islet viability, Floresceindiacetate/propidium iodide (FDA/PI) staining was performed after isolation. Two groups of isolated islets were analyzedby bottom-up proteomic strategies to detect differentially expressed proteins. Briefly, islet protein profile maps were compared by PDQuest 8.01 software and proteins were identified with Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF/MS) by Peptide mass fingerprint (PMF) analysis. The identifed proteins were analyzed by using Cytoscape 3.1.1. tool to elucidate important factors for islet transplantationregarding proliferation, immunity and insulin stimulation activity. Neonatal and adult stages were compared to overcome islet transplantation limitations caused by insulin metabolism differences, beta cell number, immune attacks. Neonatal and adult stages islets comparisons can be promising strategy in enlightning the underlying molecular mechanisms to improve islet transplantation. In this study; we showed that while energy metabolism is important for neonatal islet proliferation, chapaeron molecules are crucial for adult stage's insulin metabolism rate.