dc.contributor.advisor | Dökmeci, Serap | |
dc.contributor.author | Önal, Gizem | |
dc.date.accessioned | 2021-09-23T14:08:55Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.date.submitted | 2021-08-26 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/25364 | |
dc.description | Bu tez çalışması Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) (BİDEB
2228-B Yurtiçi Doktora bursu ve BİDEB 2214-A Uluslararası Araştırma Doktora Bursu)
ve Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından
desteklenmiştir (Proje No: TSA-2019-17559). | tr_TR |
dc.description.abstract | Glucosylceramidase-Beta (GBA1) Gene Mutations are the most important risk factor identified
for Parkinson's Disease (PD). Clinically, 'mild' GBA1 mutations (such as N370S) associated with
non-neuropathic Gaucher Disease (GD) and 'severe' GBA1 mutations (such as L444P and
D409H) associated with neuropathic GD are known to have different phenotypic effects of
developing PD, age at disease onset, prognosis, and symptoms, in terms of severity. One of the
main pathological features of PD is the presence of oligomeric/fibrillar α-synuclein-positive
inclusions, known as Lewy bodies, in dopaminergic neurons. In this study, we hypothesized
that GBA1 mutations cause accumulation of α-synuclein by affecting the crosstalk between
cellular protein degradation mechanisms and cause neurodegeneration. Accordingly, Type I
GD patient (N370S/N370S genotype) and Type III GD patients (L444P/L444P and D409H/D409H
genotypes), heterozygous obligatory carriers whom are the family members of these patients
(N370S/-, L444P/- and D409H/- genotypes), idiopathic PD patient without GBA1 mutation, PD
patient with heterozygous GBA1 mutation (N370S/-) and healthy individuals. Primary
fibroblasts obtained from individuals were reprogrammed into induced pluripotent stem cells
(IPSCs) and then differentiated into dopaminergic neurons. It was aimed to investigate the
ubiquitin-proteosome system (UPS), chaperone-mediated autophagy (CMA) and
macroautophagy mechanisms which are responsible for the degradation of α-synuclein and
thereby the accumulation and release of α-synuclein in these cells. Monomeric α-synuclein
accumulated in D409H/D409H GBA1 mutant cells and PH N370S/- cells, while oligomeric αsynuclein and extracellular release of α-synuclein were found to be increased in 'severe' GBA1
(D409H and L444P) homozygous mutant cells and PH N370S/- cells. It was determined that ER
stress and total ubiquitination rates were significantly increased in cells with 'severe' (L444P
and D409H) homozygous GBA1 mutations and cells from PD patients. A significant decrease in
proteosome activities was detected in all GBA1 mutant cells compared to control cells.
Dysfunction in the CMA mechanism in cells with a 'mild' (N370S) homozygous GBA1 mutation
was detected. When the macroautophagy mechanism in iPSC derived dopaminergic neurons
was examined, it was determined that the formation of autophagosomes decreased in the cells
of individuals with the N370S/N370S and D409H/D409H genotypes, and there were defects in
autophagosome-lysosome fusion in the cells of the individuals with the L444P/L444P
genotype. When iPD and PD N370S/- patients were compared, it was found that there were
defects in both autophagosome formation and autophagosome-lysosome fusion in PD N370S/-
cells. 'Severe' GBA1 mutations affect more ER stress and macroautophagy mechanism in cells
by triggering oligomeric α-synuclein accumulation and release, while 'mild' GBA1 mutations
affect monomeric α-synuclein accumulation and CMA mechanism responsible for monomeric
α-synuclein degradation. These results may explain the molecular basis of the clinical PD data
ralated to 'mild' and 'severe' GBA1 mutations. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Sağlık Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Glukoserebrosidaz-beta (GBA1) | tr_TR |
dc.title | Glukozilseramidaz-Beta Gen Mutasyonlarının Dopaminerjik Nöronlarda α-sinüklein Yıkım Mekanizmaları Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Glukozilseramidaz-Beta (GBA1)
Gen Mutasyonları Parkinson Hastalığı (PH) için tanımlanan en önemli risk faktörüdür. Klinik
açıdan, nöronopatik olmayan Gaucher Hastalığı (GH) ile ilişkili ‘hafif’ GBA1 mutasyonları
(N370S) ve nöronopatik GH ile ilişkili ‘ağır’ GBA1 mutasyonlarının (L444P ve D409H gibi), PH
oluşturma riski, hastalık başlangıç yaşı, hastalığın prognozu ve semptomların ciddiyeti
açısından farklı fenotipik etkileri olduğu bilinmektedir. PH’nin temel patolojik özelliklerinden
biri, dopaminerjik nöronlarda Lewy cisimcikleri olarak bilinen oligomerik/fibriller α-sinükleinpozitif inklüzyonların varlığıdır. Tez çalışmasında, α-sinükleinin hücresel yıkım mekanizmaları
arasındaki ilişkiyi etkileyerek α-sinüklein birikimine neden olduğu ve böylece
nörodejenerasyonda rol oynayabileceği hipotezi kurulmuştur. Bu doğrultuda, TipI
(N370S/N370S genotipine sahip) ve TipIII Gaucher hastaları (L444P/L444P ve D409H/D409H
genotiplerine sahip), bu hastaların heterozigot zorunlu taşıyıcı aile bireyleri (N370S/-, L444P/-
ve D409H/- genotiplerine sahip), GBA1 mutasyonu taşımayan idyopatik PH hastası, heterozigot
GBA1 mutasyonu taşıyan (N370S/-) PH hastası ve sağlıklı bireylerden oluşan bir çalışma grubu
oluşturulmuştur. Bireylerden elde edilen primer fibroblast hücreleri yeniden programlanarak
indüklenmiş pluripotent kök hücrelere dönüştürülmüş ve sonrasında dopaminerjik nöronlara
farklılaştırılmıştır. Elde edilen hücre modellerinde α-sinüklein birikimi ve salınımı ile birlikte αsinükleinin yıkımından sorumlu Ubikitin-proteozom sistemi (UPS), şaperon aracılı otofaji (ŞAO)
ve makrootofaji mekanizmalarının araştırılmıştır. Hücrelerde monomerik α-sinükleinin
D409H/D409H GBA1 genotipine sahip hücreler ile PH N370S/- hücrelerinde birikim
göstermiştir. Oligomerik α-sinükleinin ve hücre dışına salınan α-sinüklein ise ‘ağır’ GBA1
(D409H ve L444P) homozigot mutant hücrelerde ve PH N370S/- hücrelerinde arttığı
saptanmıştır. ER stresinin ve total ubikitinlenme oranlarının ‘ağır’ (L444P ve D409H) homozigot
GBA1 mutasyonu olan hücrelerde ve PH bireylerin hücrelerinde anlamlı şekilde arttığı
saptanmıştır. Kontrol hücrelere kıyasla, tüm GBA1 mutant hücrelerde proteozom
aktivitelerinde anlamlı şekilde azalma tespit edilmiştir. Hücrelerde ŞAO mekanizmasında ‘hafif’
(N370S) homozigot GBA1 mutasyonuna sahip hücrelerde aksaklıklar olduğu tespit edilmiştir.
Makrootofaji mekanizması incelendiğinde, N370S/N370S ve D409H/D409H genotipine sahip
bireylerin hücrelerinde otofagozom oluşumunun azaldığı, L444P/L444P genotipine sahip
bireyin hücrelerinde otofagozom-lizozom füzyonunda bozukluklar olduğu tespit edilmiştir. iPH
ile PH N370S/- hastaları kıyaslandığında, PH N370S/- hücrelerinde hem otofagozom oluşumu
hem de otofagozom-lizozom füzyonunda aksaklıklar olduğu saptanmıştır. ‘Ağır’ GBA1
mutasyonlarının oligomerik α-sinüklein birikimi ve salınımını tetikleyerek hücrelerde daha çok
ER stresi ve makrotofaji mekanizmasını etkilemesi, bunun yanı sıra ‘hafif’ GBA1
mutasyonlarının daha çok monomerik α-sinüklein birikimi ve monomerik α-sinüklein
yıkımından sorumlu ŞAO mekanizmasını etkilemesi ‘hafif’ ve ‘ağır’ GBA1 mutasyonlarına ilişkin
klinik verilerin moleküler temelini aydınlatmaya yönelik ön veri oluşturmuştur. | tr_TR |
dc.contributor.department | Tıbbi Biyoloji | tr_TR |
dc.embargo.terms | 6 ay | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2022-03-28T14:08:55Z | |
dc.funding | TÜBİTAK | tr_TR |