Üreme ve yaşlanma - Klinik Embriyoloji Derneği

Doksorubisin uygulanan PARP-1 geni silinmiş farelerde
FOXO transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonları
spermatogenez sürecinde değişiklik gösterir
Çiler Çelik-Özenci*, Nilay Kuşcu*, Nayçe Bektaş*, Ece Ordueri*, Pınar Şahin*, Arda Taşatargil**
*Histoloji ve Embriyoloji ve **Tıbbi Farmakoloji Anabilim Dalı
Akdeniz Üniversitesi, Tıp Fakültesi, ANTALYA
IV. Üreme Tıbbı Derneği Kongresi, Antalya 2013
FOX ailesi
Forkhead box (FOX) proteinleri:
*hücre büyümesi,
*hücre çoğalması,
*hücre farklılaşması,
*uzun ömür ile ilişki genlerin ekspresyonlarını düzenleyen önemli
transkripsiyon faktörleridir.
İnsanlarda 100 üzerinde üyesi var: FOXA----FOXR
FOX (FORKHEAD BOX) ailesi neden bu ismi almış?
Drosofila’da; FOXA mutasyonu gerçekleştirildiğinde çatala benzeyen
ektopik baş yapılarının oluşmasına neden olmuş.
Weigel D et al, Cell, 1989
“O” sınıfından olanların özelliği (FOXO):
İnsulin/PI3K/Akt sinyal yolağı tarafından düzenlenmeleri.
Kaç tane FOXO var?
Memelilerde; FOXO1
FOXO3
FOXO4
FOXO6
Neden önemliler?
Oellerich MF ve Potente M, Cir Res, 2012
FOXO HÜCRE KADERİNİ BELİRLER:
Apoptoz ya da uzun yaşam….
Buna nasıl karar veriyor?
Greer EL ve Brunet A, Oncogene, 2005
FOXO1 spermatogenezin başlatılması ve spermatogonyal kök hücre
(SKH) havuzunun korunması için gereklidir.
Goertz MJ et al, J Clin Invest, 2011
FOXO1: kendini yenileyen ve farklılaşmanın başlangıç aşamasındaki SKH’lerde ekspre olur.
FOXO3; LH sinyalini düzenleyerek testosteron üretiminde önemli rol oynar.
Young-Suk C et al, Endocr. Rev. Meeting Abstracts 2012
Poli(ADP) Riboz Polimeraz (PARP)
*DNA tamiri, hücre proliferasyonu ve ölümü gibi süreçleri düzenleyen bir
enzimdir.
*Oksidatif stres ve DNA kırıkları varlığında hızla aktive olur.
Celik-Ozenci C ve Tasatargil A, Spermatogenesis, 2013
PARP sinyal yolağının erkek fertilitesinde rolü olabileceğini destekleyen çalışmalar
son yıllarda dikkat çekmektedir.
Kemoterapötikler ile indüklenen hücre ölümünde hem FOXO hem de PARP-1
aktivitesi rol oynar.
Gomes AR et al, Cell Cycle, 2008
Dalaklıoğlu S et al, Int J Toxicol, 2012
PARP-1 ve FOXO benzer süreçlerde rol oynamakla birlikte; aralarındaki ilişkiyi
araştıran çalışmalar literatürde oldukça sınırlıdır.
PARP-1; FOXO1’e direkt olarak bağlanarak aktivitesini baskılar.
Sakamaki JI et al, Biochem Biophys Res Commun, 2009
PARP-1’in testiste FOXO ekspresyonu üzerine etkisinin olup
olmadığı bilinmemektedir.
AMAÇ
PARP-1 geni silinmiş ve doksorubisin uygulanarak DNA
kırıkları oluşturulmuş erişkin farelerde, FOXO transkripsiyon
faktörlerinin (FOXO1, FOXO3, FOXO4) ekspresyonlarının
spermatogenez sürecinde değerlendirilmesidir.
MATERYAL ve YÖNTEM
Kontrol grubu
PARP+/+ fareler
N=12
Doksorubisin grubu
(DOXO: 5 gün boyunca 3 kez toplam 9 mg/kg
dozda uygulanmıştır)
Kontrol grubu
PARP-/- fareler
129S-Parp1tm1Zqw/J soyu
N=12
Doksorubisin grubu
7 GÜN SONRA:
*PARP-1 immünohistokimya
*Plazmada ve testis dokusunda doksorubisin ölçümü (HPLC)
*ɣ-H2AX western blot (DNA kırıklarının belirlenmesi)
*FOXO1, FOXO3 ve FOXO4 immünohistokimya
BULGULAR
Doksorubisin uygulaması ve PARP-1 ekspresyonu
Kontrol
Doksorubisin düzeyleri
Doxo 2. saat
DNA kırıkları
K
ɣ-H2AX
β-Aktin
Doxo
PARP-1 geninin silinmesi FOXO1 ekspresyon şiddetini ARTTIRIR
Doksorubisin uygulaması sonucunda FOXO1 ekspresyonu AZALIR
PARP+/+
Doxo
PARP-/-
Doxo+PARP-/-
PARP-1 FOXO3’ü düzenliyor
Doksorubisin uygulaması sonucunda FOXO3 ekspresyonu AZALIR
PARP+/+
Doxo
PARP-/-
Doxo+PARP-/-
PARP-1 FOXO4’ü düzenliyor
Doksorubisin uygulaması sonucunda FOXO4 ekspresyonu ARTAR
PARP+/+
Doxo
PARP-/-
Doxo+PARP-/-
SONUÇ OLARAK
(i) Doksorubisin uygulaması: ya farklanmamış SKH sayısını azaltarak ya da hücre
sayısını değiştirmeksizin FOXO1 ekspresyonunu azaltarak testiste kök hücre
havuzunun dengesini bozuyor olabilir.
(ii) FOXO3’ün Sertoli ve Leydig hücrelerindeki ekspresyonu PARP-1 geni tarafından
düzenleniyor görünmektedir ve bu hücrelerin fonksiyonlarında rol oynuyor olabilir.
(örn: testosteron sentezi..)
(iii) FOXO4 ekspresyonu esasen mayoz bölünmeler geçiren germ hücrelerinde mevcut
iken PARP-1 geninin silinmesi veya doksorubisin uygulaması tüm germ
hücrelerinde FOXO4 ekspresyonunun artmasına neden olur.
Özetle sonuçlarımız;
• FOXO’ların hem somatik hücrelerde hem de germ hücrelerinde spermatogenezin
farklı aşamalarında ekspre olduğunu göstermektedir.
• Bu hücrelerde FOXO transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonları PARP-1 geni
tarafından düzenleniyor gibi görünmektedir.
• Doksorubisin gibi ajanlar sonucunda oluşan germ hücre kaybında bu moleküller rol
oynuyor olabilir.
Bu proje, 110S377 numaralı proje kapsamında TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir.
TEŞEKKÜR EDERİM