Genetic and epigenetic effect of estrogen on mesenchymal stem cell maintenance and differentiation

Mezenkimal kök hücreler (MKH) kemik, yağ, kıkırdak, sinir ve karaciğer hücrelerine dönüşebilme potansiyeli olan, immün reaksiyon oluşturma özelliği olmayan hücrelerdir. Bu özellikler kök hücreleri doku mühendisliği ve hücre tedavisi alanları için yeni bir umut haline getirdi. Hücre transplantasyonunda kullanılmak üzere ideal yüzey üretmek için pek çok çalışma yürütüldü. Son yıllarda farklı fiziksel, kimyasal ve elektriksel özelliklerinden dolayı karbon nanotüpler (KNT) yeni biyomateryal yüzeyler olarak tanımlandı. Östrojen hormonunun mezenkimal kök hücre devamlılığı, çoğalması ve farklılaşması üzerine etkileri rapor edilmiştir. Fakat östrojenin biyomateryal yüzey üzerindeki mezenkimal kök hücrenin devamlılıgındaki ve mezenkimal kök hücre farklılaşmasındaki genetik ve epigenetik rolü tam olarak araştırılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada östrojenin karbon nantüp üzerine ekilen kök hücrelerin devamlılığındaki ve adipojenik, östeojenik ve kondrojek farklılaşmaya katılan anahtar transkripsiyon faktörlerinin genetik ve epigenetik regülasyonundaki rolünü araştrmak amaçlanmıştır. Sonuçlarımız östrojenin çok duvarlı karbon nanotüpler üzerindeki MKHlerin canlılıgını arttırıcı etkisini göstermiştir. Ayrıca hücre canlılıgı ve KNT materyalin üzerine yapışan MKH sayısının passajlama ile azaldıgını gösterdik. Bu çalışmada östrojenin MKH farklılaşmasının genetik ve epigenetik regülasyonuna etkisini gösterebildik. Östrojen tedavisi, normal dişi ve overi alınmış dişiden alınan MKH?de temel adipojenik transkripsiyon faktörler olan C/EBP?, FABP4, PPAR?, Adipsinin gen ifadesini azaltırken, anahtar transkripsiyon faktörü olan RUNX2 nin ifadesini arttırır. Bu sonucun östrojenin adipojenik farklılaşma üzerine baskılayıcı etkisini, östeojenik farklılaşma üzerine arttırıcı etkisini gösterdiği söylenebilir. PPAR? ve diğer transkripsiyon faktörü ETS1 proteinlerinin hücresel lokalizasyonunun östrojen yokluguna bağlı değişimi ayrıca gösterilmiştir. Diğer modifiye histonlar arasında, H3K27me2, H3K27me3 ve H3K36me2 protein düzeylerinin östrojen tedavisinden sonra azaldığını bulduk. Ek olarak, kromatin immünopresipitasyon analizleri H3K27me2, H3K27me3 ve ER? düzeylerinin C/EBP?, FABP4, PPAR?, Adipsin ve RUNX2 promotörleri üzerinde östrojen tedavisi sonucu arttıgını gösterdi. Bisülfit sekanslama analizleri östrojen yoklugunda C/EBP? ve PPAR? promotörleri üzerinde DNA hipermetilasyonu görülürken, ER? promotöründe CpG hipometilsayonu görüldü. Sonuç olarak, östrojen MKH devamlılıgı ve farklılaşmasında epigenetik ve genetik değişimlere yol açar. Östrojenin temel transkripsiyon faktölerinin regülasyonundaki etkisinin anlaşılması obezite, osteoporoz ve osteoartirit gibi kronik hastalıkların tedavisi için yeni ipuçları yaratır.