Cell to cell protein interactions in development and disease of the nervous system

Abstract

Sinir sistemi canlıların iç ve dış çevreyi algılamasına olanak tanır. Nöronlar, elektriksel bir yoldan diğer sinir hücrelerine, kaslara bilgi aktaran hücrelerdir. Gliyal hücreler, nöronların sinyal iletimi süreci için en uygun ortamı sağlarlar. Oligodendrositler, nöronların akson zarını ortamdan izole ederek elektrik sinyalinin daha verimli bir şekilde iletmesini sağlamak için miyelin kılıf ile sararlar. Mikroglia merkezi sinir sisteminde (MSS) ilk savunma hattını oluştururlar ve patolojik veya doku hasarı belirtileri oluştuğunda kendilerini çoğaltırlar. Bağışıklık sistemi vücudu enfeksiyonlara karşı korur. Makrofajlar, doğuştan gelen bağışıklıkta önemli bir role sahiptir ve T hücresine antijen sunarak edinilmiş bağışıklık mekanizmalarının başlatılmasına yardımcı olurlar. T hücresi çözünür aracılar salgılayarak, doğuştan gelen bağışıklık hücrelerini aktive eder. Sağlıklı bir bireyde, kan-beyin bariyeri tarafından kontrol edilen MSS bağışıklık hücresi trafiği, Multiple Skleroz (MS) hastalığı gibi enflamatuar koşullarında bozulmaya uğrar ve dolaşımdaki lenfositler ve monositler / makrofajlar kolayca kan beyin bariyerinden geçer. Bunun sonucunda beyinin çeşitli yerlerinden ödem, iltihaplanma ve miyelinizasyon bozuklukları oluşur. Hem gelişimde hemde hastalık patogenesinde önemli olan hücreler arası etkileşimler büyük oranda protein-protein etkileşimi temellidir ve bu etkileşim yolaklarının belirlenmesi nöral devre oluşumu gibi gelişimsel evrelerin aydınlatılmasını sağlayacağı gibi hastalık oluşumlarında da hedef yolakları işaret edecektir. Bu tezde ana hedef nöron, oligodendrosit, T hücresi, mikroglia, makrofaj hücreleri arasındaki protein-protein etkileşim yolaklarının haritalandırılmasıdır. Oluşturulan bu harita ile gelişimde önemli bir rolü olan Pea3 transkripsiyon faktörünün ifadesini düzenlediği genlerin, hücreler arasındaki muhtemel rollerinin belirlenmesi ve ayrıca MS'de ifadesi değişen genlerin hücreler arasında önemli olabilecek etkileşimlerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Oluşturulan hücreler arası etkileşim haritaları diğer bir çok hastalık ve gelişim süreci için kullanılabilecektir.Neurons are cells that transfer information via an electrical signal to other nerve cells, muscles. Glial cells provide the optimal environment for the axonal signal transmission. Oligodendrocytes envelop the myelin sheath to isolate the axon membrane from the environment to enable the electrical signal to transmit more efficiently. They form the first line of defence in the microglia central nervous system (CNS) and replicate themselves when signs of pathological or tissue damage occur. Macrophages are a type of white blood cell that phagocytic and have an important role in innate immunity. They help initiate the adaptive immunity mechanisms by providing antigens to the T cell. The T cell activates the innate immune cells via release soluble mediators. Immune cell traffic at CNS, controlled by the Blood-Brain Barrier (BBB), deteriorates in inflammatory conditions such as Multiple Sclerosis (MS) disease, and circulating immune cells easily pass through the BBB. As a result of this uncontrolled traffic, edema, inflammation, and demyelination occur. Interactions between cells, which are important in both development and disease pathogenesis, are largely based on protein-protein interaction. This thesis focused on mapping protein-protein interaction pathways between neuron, oligodendrocyte, T cell, microglia, macrophage. With this map, it was aimed to determine the possible roles of the genes in which the Pea3 transcription factor regulates the expression. Another aim was to detect possible roles of the genes whose expression change in MS between cell-to-cell interactions. The intercellular interaction maps created could be used for many other diseases and developmental processes.