Evaluation of the potential roles of kisspeptin and neurokinin genes in puberty treatment

INTRODUCTION: Kisspeptin (KP) and neurokinin (NK) are neuropeptides that govern the reproductive endocrine axis through regulating hypothalamic neuronal activity and pulsatile. Their critical role in reproductive health was first described by the demonstration of congenital hypogonadotropic hypogonadism and pubertal developmental anomalies following loss of function due to mutations in genes encoding the KP or NK signaling. This study aimed to investigate the efficacy of KP and NK, in mesenchymal stem cell (MSC)-based treatment of different origin, and examine the relationship of the expression of these genes with the passage number.
METHODS: Three adult rats (Rattus norvegicus) were used in our study. MSCs were obtained from bone marrow and adipose tissue of rats. The MSCs were analysed by flow cytometry using surface markers and RNA (ribonucleic acid) isolation was performed. Gene expressions of KP, NK and their receptors were investigated by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and their relationship with the passages number was compared. Welch paired t-test was used to compare the expression of each gene at different passages. Statistical significance was accepted as 0.05 (p≤0.05).
RESULTS: The cultured bone marrow and adipose tissue cells were determined to be MSCs. When real-time PCR results of bone marrow-derived MSCs were evaluated, it was observed that kisspeptin receptor gene expression increased 14-fold in the sixth passage and 29-fold in the seventh passage compared to the fourth passage (p≤0.05). In the tachykinin gene, it was found that gene expression was almost completely suppressed in the fifth passage compared to the fourth passage (p≤0.05). In the tachykinin receptor gene, it was determined that gene expression was completely induced in the sixth passage, compared to the fifth passage (p≤0.05). When adipose tissue-derived MSC RT- PCR results were evaluated, it was observed that tachykinin receptor gene expression increased 15-fold, tachykinin gene expression increased 30-fold in the fifth passage, and KP receptor gene expression increased three-fold in the seventh passage compared to the fourth passage (p≤0.05).
DISCUSSION AND CONCLUSION: MSCs can be obtained from an easily available tissue such as bone marrow and adipose tissue is thought to shed light on the medical science for the future. In addition, it was concluded that the number of passages should be considered when analyzing the expressions of KP and NK genes, which have a very important role in the transition to puberty, and the number of passages should be selected by considering the gene expressions in the passage to be used.

Kisspeptin ve nörokinin genlerinin puberte tedavisindeki potansiyel rollerinin değerlendirilmesi

GİRİŞ ve AMAÇ: Kisspeptin (KP) ve nörokinin (NK), hipotalamik nöronal aktivite ve pulsatilitesini düzenleyerek üreme endokrin eksenini yöneten nöropeptitlerdir. Üreme sağlığındaki kritik rolleri ilk olarak, KP veya NK sinyalini kodlayan genlerin mutasyonlarına bağlı olarak fonksiyonunu yitirmesi sonrası, konjenital hipogonadotropik hipogonadizm ve pubertal gelişim anomalilerinin gösterilmesi ile tanımlanmıştır. Bu çalışmada, puberteye girişte etkili rol oynayan KP ve NK’in mezenkimal kök kücre (MKH) temelli tedavideki etkinliğini araştırılmış ve bu genlerin ekspresyonlarının pasaj sayısıyla ilişkisi incelenmiştir.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Çalışmamızda, üç adet erişkin sıçan (Rattus norvegicus) kullanılmıştır. Sıçanların kemik iliği ve adipoz dokusundan MKH elde edilmiştir. Daha sonrasında yüzey belirteçleri kullanılarak akım sitometrisinde MKH analizi yapılmış ve RNA (ribonükleik asit) izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) ile KP, NK ve reseptörlerinin gen ifadeleri araştırılmış olup ve pasaj sayısıyla ilişkisi karşılaştırılmıştır. Her bir genin kendi içerisindeki farklı pasajlardaki ekspresyonlarının karşılaştırılmasında Welch paired t-testi kullanılmıştır. İstatistiki önem düzeyi 0,05 olarak kabul edilmiştir (p≤0,05).
BULGULAR: Kültürü yapılan kemik iliği ve adipoz dokuya ait hücrelerin MKH oldukları tespit edilmiştir. Kemik iliği kaynaklı MKH’lerin Real-time PCR sonuçları değerlendirildiğinde, dördüncü pasaja kıyasla altıncı pasajda kisspeptin reseptör gen ifadesinin 14, yedinci pasajda ise 29 kat artığı gözlemlenmiştir (p≤0,05). Taşikinin geninde dördüncü pasaja kıyasla beşinci pasajda gen ifadesinin neredeyse tamamen baskılandığı tespit edilmiştir (p≤0,05). Taşikinin resptör geninde, beşinci pasaj baz alındığında ise altıncı pasajda gen ifadesinin tamamen indüklendiği belirlenmiştir. Adipoz doku kaynaklı MKH’lerin RT- PCR sonuçları değerlendirildiğinde ise, dördüncü pasaja kıyasla beşinci pasajda taşikinin reseptör gen ifadesinin 15, taşikinin gen ifadesinin 30 kat, yedinci pasajda ise KP reseptör gen ifadesinin üç kat artığı tespit edilmiştir (p≤0,05).
TARTIŞMA ve SONUÇ: Kemik iliği ve adipoz doku gibi bulunması kolay olan bir dokudan MKH elde edebilmenin ileri ki dönemler için tıp dünyasına bir ışık tutacağı düşünülmüştür. Ayrıca puberte dönemine geçişte çok önemli göreve sahip olan KP ve NK genlerinin ifadelerini incelerken pasaj sayılarına dikkat edilmesi, kullanılacak pasajdaki gen ifadeleri göz önünde bulundurularak pasaj sayısının seçilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.