Akademik Veri Yönetim Sistemi
SÜER C. (Yürütücü), TAN B., DURSUN N., CANÖZ Ö.
TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2022
İnsülin hormonu glukoz homeostazisi ve metabolizmasının başlıca düzenleyicisidir. Son yıllarda yapılan çalışmalar bu hormonun sinaptik plastisite, öğrenme ve bellek gibi beyin işlevlerinde de önemli rolü olduğunu göstermektedir. Beyin dokusunda deneysel olarak geliştirilen insülin direnci, insülinin bu etkilerinin anlaşılması için önemli bir avantaj sağlar. Yapılmış olan çalışmalara rağmen henüz insülinin hipokampal fonksiyonlara katkısı tam olarak anlaşılabilmiş değildir. İlgi çekici bir görüş, bazı içsel ya da dışsal etkenlerin nöronal işlevlere eşlik eden hücre içi sinyal yolaklarının aktivitesini anormal tau fosforlanmasına neden olacak şekilde değiştirebileceğidir. Bu projede, insülinin nöronal adaptasyon süreçlerinde düzenleyici bir rolü olduğu hipotezi test edilecek ve fizyolojik nöronal adaptasyon süreçlerine eşlik eden moleküler aktiviteyi patolojik süreçlere sapmaktan korumadaki rolü ilk kez araştırılacaktır.
Çalışma Erciyes Üniversitesi Deney Hayvanları Araştırma Merkezi’nden sağlanan toplamda 144 Wistar Albino sıçan ile gerçekleştirilecektir. 21nci gününde annesinden ayrılan yavru erkek sıçanlardan, kontrol grubuna rastgele olarak ayrılanlar standart rat yemi ve çeşme suyu ile kısıtsız olarak besleneceklerdir. Diyet grupları, standart yeme ilave olarak, farklı oranda fruktoz içeren şurup ile besleneceklerdir. Bir diyet grubu %55 oranında fruktoz içeren (fruktoz grubu) diğeri ise %50 oranında fruktoz içeren (sükroz şurubu grubu, SŞ) şurup ile kısıtsız olarak beslenecektir. Sıçanlar 12 hafta süreyle belirtilen diyeti alacaklardır. Besleme süresinin sonunda, sıçanlar anestezi edilecek ve elektrofizyolojik kayıtların alınası içim stereotaksik cerrahi uygulanacaktır. Elektrofizyoloji deneylerinde, perforan yol – dentat girus sinapslarında, 15 dk süreli düşük frekanslı uyarım ve insülin (500 nM) infüzyonunu takiben yüksek frekanslı uyarımlar verilerek uzun dönemli güçlenme (UDG) indüklenecektir. Bir saatlik kaydın sonunda çıkartılan dentat girus dokusunda hedef proteinlerin (toplam ve fosforillenmiş) anlatımları ve mRNA düzeyleri Western-blot ve nicel ters transkripsiyon PCR (RT-qPCR) teknikleri ile değerlendirilecektir. Bazı deneylerde periferik insülin direnci HOMA formülü ile ve hipokampal insülin direnci insülinin intrahipokampal infüzyonuna rağmen PI3K ve Akt aktivitesindeki azalma ile gösterilecektir. Diğer bazı deneylerde ise insülin direncinin nörogenez üzerine olan etkisi immunohistokimyasal metotlar kullanılarak çalışılacaktır.
Sinapsların etkinliği presinaptik aktiviteye bağımlı olarak güçlenebilir (uzun dönemli güçlenme, UDG) veya baskılanabilir (uzun dönemli baskılanma, UDB). Sinapsın bunlardan hangisini sergileyeceği, öncesindeki “astarlanma” süreci ile belirlenir. Metaplastisite denilen bu olay nöronal adaptasyon mekanizmalarından biridir ve nöron devrelerinin nörogenez-bağımlı reorganizasyonu bu özelliği bir dereceye kadar etkiler. Hem metaplastisite hem de nörogenez hücre içi sinyal yolaklarının kontrolü altındadır. Bu yolaklardaki bazı moleküller, anormal fosforlanması halinde nöronal fonksiyonları bozan tau proteinini de fosforiller. Bu çalışmada insüline bağlı etkilerin PI3K/Akt/GSK3β ve /FoxO yolakları üzerinden gerçekleşebileceği dikkate alınmıştır. Bu moleküler yolağın insülinin hipokampal etkisine aracılık ettiği bilindiğinden, insülinle astarlanan metaplastisiteye eşlik eden GSK3β aktivitesinin ve bunun sonucunda tau proteini fosforlama örüntüsünün yüksek oranda fruktoz içeren şurup verilerek hipokampal insülin direnci oluşturulan ve oluşturulmayan sıçanlar arasında farklılık göstermesini bekliyoruz.