Akademik Veri Yönetim Sistemi
Alptekin K. (Yürütücü), Akan P., Akdede B. B., Keskinoğlu P.
TÜBİTAK Projesi, 2022 - 2025
Amaç Bu araştırmanın amacı şizofrenideki öğrenme ve bellek bozukluklarında CaMKII izoenzim değişimlerinin rolünü araştırmak ve bu olası değişimlerin NMDA reseptör, kalsiyum-kalmodulin, CREB sinyal yolağı ile ilişkisini belirlemektir.
Özgün Değer Şizofreni öğrenme ve bellek işlevlerindeki bozulmanın sonucunda psikososyal işlevselliğin bozulduğu, genellikle kötü klinik gidiş gösteren psikiyatrik bir hastalıktır. Şizofrenideki öğrenme ve bellek bozulmalarının mekanizması henüz
bilinmemektedir. Öğrenme ve bellek işlevi NMDA reseptör uyarımı ve CamKII enzim aktivasyonu ile başlayan kalsiyum-kalmodulin aracılı CREB benzeri sinyal proteinlerinin fosforilasyonunu takiben oluşan sinaptoplastisitenin sonucudur.
Şizofreni hastalarının periferal kan mononükleer hücrelerinde (PKMH) CREB ve kalsiyum kanal protein ifadesinin azeksprese edildiği, artmış prefrontal korteks CaMKII beta seviyeleri olduğu ayrıca amfetamin duyarlılığı gibi oluşturulan
çeşitli şizofreni hayvan modellerinde CaMKII beta'da bir artış olduğu gösterilmiştir. NMDA reseptör hipofonksiyonu ile oluşan şizofreni modelinde ise TLR4 sinyali ile CaMKII alfa ekspresyonu azaltıldığı ileri sürülmektedir. Ancak şizofreni
hastalarının öğrenme ve bellek bozulmalarında kalsiyum-kalmodulin kinaz izoenzim değişimlerinin rolü bilinmemektedir, CaMKII izoenzimlerinin NMDA reseptör, kalsiyum-kalmodulin CREB sinyal yolağı ile ilişkisi henüz klinik insan çalışmaları ile değerlendirilmemiştir. Şizofreni hastalarında CamKII enziminin alfa ve beta dışındaki diğer izoenzimleri olan gama ve delta izoenzim değişimleri henüz gösterilmemiştir. Çalışmamızda“şizofreni hastalarında NMDA reseptör ekspresyon düzeyi azaldıkça, CaMKII alfa, beta, gama ve delta izoenzim oranlarının değişeceği, kalmodulin seviyelerinin azalacağı ve fosfo CREB düzeylerinin artacağı, bu değişimlerin öğrenme ve bellek fonksiyon bozulmaları ile anlamlı ilişkisi olabileceği” hipotezi ileri sürülmektedir. Bu şizofrenide öğrenme ve bellek bozulmalarının oluşum mekanizması için yeni ve özgün bir hipotezdir.
Yöntem Bu araştırma olgu-kontrol çalışmasıdır. Araştırmaya 50 sağlıklı kontrol, 45 ilaç kullanmayan şizofreni hastası, 45 hastalık öyküsü 2 yıldan az olan ve ilaç kullanan şizofreni hastası ve 45 hastalık öyküsü 2 yıldan fazla şizofreni hastası
toplam 185 gönüllü dahil edilecektir. Şizofreni hastalarının ve sağlıklı kişilerin sosyodemografik verileri saptanacak, klinik ve nörobilişsel işlevleri değerlendirilecektir. Gönüllülerin PKMH’lerinde CaMKII izoenzim, kalsiyum-kalmodulin,
NMDA reseptör ve CREB gen ekspresyon düzeyleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu, protein ekspresyonları Western Blot yöntemi ile incelenecektir. Bu çalışmada PKMH'ler kullanılacaktır, çünkü; PKMH’ler şizofrenide
bozulmanın moleküler temeline ilişkin fikir verebilecek gen ekspresyonu profili için erişilebilir bir doku kaynağını temsil etmektedir. PKMH’ler beyindeki nöronlarla aynı genetik ve çevresel etkilerin birçoğu tarafından düzenlenen hücre içi
sinyal proteinlerini ve genlerini ifade ederler. Daha önceki çalışmalarda Ca ++ -calmodulin ve düzenleyici inflamatuar sinyal yolaklarının PKMH'lerde ifade edildiği, şizofrenide bağışıklık sistemi işlevine sahip gen ifadelerinde gözlenen
değişiklerin postmortem prefrontal korteks örneklerinde doğrulandığı bilinmektedir. Ayrıca PKMH kalmodulin ve CREB düzeylerinin beyin dokusu ile korele olduğu, CaMKII gama izoenziminin travma sonrası stres bozukluğu ve
depresyonda ekspresyonunun azaldığı gösterilmiştir.
Yönetim İş Paketi-1’de (İP-1) şizofreni hastaları ve sağlıklı kontrollerin demografik özellikleri ve nöropsikoöojik test performansları değerlendirilecektir. İP-2 ve İP-3’ de araştırmaya katılanların PKMH’lerinden RNA izolasyonu sonrası
kalmodulin, CaMKII, NMDA reseptör CREB sinyal ekspresyonları ölçülecektir. İP-4’de nörobilişsel işlevler ile moleküler değişimler arasındaki ilişkiler belirlenecek, anlamlı ilişki ve değişim gösteren protein seviyeleri İP-5’da hücre lizatlarında
western blot ile doğrulanacaktır.
Yaygın Etki
Bu çalışma şizofreni hastalarındaki öğrenme ve bellek bozuklukları ve CaMKII izoenzimleri, kalsiyum kalmodulin –CREB sinyal yolağı arasındaki ilişkiyi araştıran ilk klinik çalışma olacaktır. Projemizden elde edilecek sonuçlar şizofrenideki öğrenme bozukluklarının anlaşılmasına katkı sağlayacaktır. Bu araştırmada elde edilecek olan verilergelecekte şizofrenideki öğrenme bozukluklarının tedavisi için CamKII izoenzim aktivasyonunu düzenleyen ve Ca-kalmodulin CREB yolağını etkileyebilecek kimyasalların ve yeni ilaç adaylarının geliştirilmesine öncü olabilir.