YER ALTININ GİZEMLİ VARLIKLARI: ÇIPLAK KÖR FARELER

ÖZET

Çıplak kör fareler (Heterocephales glaber) son derece uzun ömürlü kemirgenlerdendir.

Uzun ömürleri boyunca yaşa bağlı fizyolojik fonksiyonlarında ki azalma ve sürekli üreme

kapasiteleri gibi yaşlanma karşıtı mekanizmalar geliştirmişlerdir. Bunların yanı sıra çıplak

kör fareler kansere olağan üstü bir direnç göstermişlerdir. Yapılan çalışmalar çıplak kör

farenin fibroblastlarının contact inhibisyona karşı duyarlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca

çıplak kör farelerin üremesi hipoksiye karşı duyarsızlıkları sosyal yapıları endokrin

sistemleri ve nörobiyolojileri de ele alınmıştır. Bu derlemenin amacı, Heterocephales

glaber hakkında bilinenleri anlatmak ve çıplak kör farelerin birçok hasta için yeni bir umut

kaynağı olacağı vurgulamaktır.

GİRİŞ

En sıra dışı memelilerden olan çıplak kör fareler Afrika da koloni halinde yer altında

yaşarlar. Kraliçenin üremesiyle koloni oluşur (arı ve karınca tipi) ayrıca ösosyal yapıya

sahiptirler (Jarvis-1981) .Çıplak kör fareler küçük yaklaşık 35 gram vücuda sahip olmalarına

rağmen (de Magalhaes et al. 2007) 28 yılı aşan maksimum ömürleriyle, oldukça dikkat

çekicilerdir. (Buffenstein et. Al-2005). Karşılaştırırsak, benzer boyutta ki bir ev faresinin

maksimum 4 yıllık ömrü vardır.(Turturro et al.-1999-de Magalhaes et al-2005 ).Yaşa bağlı

olarak parametreler de var olmayan fizyolojik değişikler karakterize edilmiştir ve ölüm

hızında yaşa bağlı olarak azalma görülmemiştir.(Finch-1990).Buna göre, çıplak kör fareler

yaşa bağlı olarak bazal metabolizmalarında vücut kompozisyonlarında ve kemikte ki

mineral yoğunluğunda değişiklik göstermezler.(Buffenstein et al.-2008- O’ConnorTP et al.-

2002). Ayrıca çıplak kör fareler ölene kadar doğurganlıklarını yitirmezler.(Buffenstein-

2008,Buffenstein et al.2002). Bu özellikleriyle yaşlanma karşıtı yapılan çalışmalarda çok

değerli bir model organizmadır.

Kanser insan da önemli ölçüde yaşa bağlı olarak gerçekleşen bir hastalıktır ve insanların

%23 ünün kanserden öldüğü hesaplanmıştır.(Us mortality-2008).Fareler de kanserle ölüm

çok daha yüksektir, bazı suşlarda %90 oranında görülmektedir.(Lipman et al.-2004).

Türlerin uzun ömürlü olması için anti kanser mekanizmasına sahip olmaları gerekir. Çıplak

kör farelerin bir diğer olağanüstü özelliği kansere karşı alışılmadık bir direnç

göstermeleridir. Bu hayvanlarda herhangi bir spontan tümörün geliştiği gözlenmemiştir.

(Buffenstein-2008)

Önemli veriler bu hayvanların, uzun ömürleri boyunca vücut kompozisyonlarını, fizyoloji

ve biyokimyasal fonksiyonlarını %75e kadar koruduğunu göstermiştir. (Buffenstein, 2008).

Yaşlı NMR lar sarkopeni ve kifoz sergilerken, genellikle üreme durumu veya günlük

faaliyetlerin de değişiklik olmaz.

ÇIPLAK KÖR FARENİN, TAKSONOMİSİ, MORFOLOJİSİ VE EKOLOJİSİ

Heterocaphehus glaber (NMR) monotipik cinstedirler ve sabit kromozom içerirler. (60=n)

Kemirgenlerin Hystricognathi alttakımında yer alırlar.(Deuve et al. 2008). NMR ların,

tüysüz, gevşek-buruşuk/gri pembe cildi, burun ve yüz çevresinde bulunan duyuyu

algılayan burun kılları ve birkaç saç folikülleri vardır.

NMR lar 7 km uzunlukta 2 m derinliğinde kapalı bir labirentte yaşarlar. Sağlıklı ve uzun

ömre sahip olmaların da hijyenik ortamlarının olması rol oynar. Yuvalarında sıralı odalar

bulunur: Yiyeceklerini saklamak için kiler, idrar ve dışkıları için tuvaletleri gibi.

Çok derinde yaşadıkları için karbondioksit seviyesi fazla oksijen seviyesi azdır. Ancak

ortama adaptasyon sağlamışlardır. Yapılan araştırmalarda normal fareler %15 CO2

konsantrasyonunda 15 dakika bırakıldıklarında akciğerlerinde ödem oluşmuştur ancak

NMR larda %50 konsantrasyonda bile ödem oluşmamıştır. (Blass et al. 2009). Benzer

şekilde yaşadıkları yerden kaynaklı olarak birçok ağır metal ve toksik maddelere maruz

kalmalarına rağmen onlara karşı ciddi bir şekilde direnç göstermişlerdir. (Salmon et al.

2008).

NMR’ların BİYOLOJİSİ: ÖSOSYALİTE

NMR ların beklide en çarpıcı özelliklerinden biri yüksek yaşam kalitesi ve sosyal

yaşamlarıdır. Üyeleri arasında erkeklerin sayısı kadınların sayısından 3 kat daha fazladır.

Her kadının doğurma özelliği yoktur. Genç bireyler kendi aralarında iş paylaşımı

yapmışlardır. NMR lar kendi aralarında ortak savunma uygularlar. Eğer bir yırtıcı yuvaya

saldırırsa alarm çağrısı olarak kötü koku salgılarlar ve dişlerini duvar olarak kullanırlar.

1.DİŞİ ÜREMESİ

Dişiler 34 günde bir yumurtlama döngüsü sergiler ve 24 saatlik östrus boyunca

tekrarlanan çiftleşme görülür.(Jarvis ve Bennett, 1991). Gebelik; 6-10 gün doğum sonrası

östrus ile toplamda 66-76 gün sürer. Yeni doğuran dişilerin birbirini izleyen gebeliklerinde

omurlarında uzama görülmüştür.( O'Riain et al. 2000). Bu uyum yer altında ki

yaşamlarında dişinin büyük yavrularını taşımasını sağlar. Dişiler genellikle koloni de en

uzun ve en ağır olan hayvanlardır ve çoğu memelide olan üremede ki tipik azalma

gözlenmez; ölene kadar doğurganlıkları devam eder. (Buffenstein,2008)

Yetişkin dişilerde rahim ve uterusun küçük olması korpus luteumda yumurtlamanın

olmayacağını düşündürmektedir. (Holmes et al. 2009 ).Ancak bu onların ömürleri boyunca

üreme yeteneğini korumaları anlamına gelir.

Östradiol ve progesteron oranı düşükken dişilerde üreme gözlenmez ancak hipofiz GnRH

tarafından uyarıldığında onlar LH olarak yanıt vermiştir. (Faulkes et al. 1990).Yani üreme

GnRH a daha duyarlıdır ve çok düşük konsantrasyonda bile hipofizi uyarır.

2.ERKEK ÜREMESİ

Üreme inhibisyonu erkekler de de görülür. Onlar da dişiler gibi, ölene kadar çoğalma

yeteneğine sahiptir.( Faulkes ve Abbott, 1993). Sperm üretme yeteneğine sahip

olmalarına rağmen, sperm sayıları düşük ve kalitesizdir. (Faulkes ve Abbott, 1993)

YERALTINDA Kİ YAŞAMLARINDA ENDOKRİN ADAPTASYONLARI

1.METABOLİZMA HIZI VE TİROİD HORMONU

NMR’lar düşük metabolizma hızına sahiplerdir. Maksimum metabolizma hızlarına 28oC de

çıkarlar dengi olan fareler ise 4oC de çıkarlar. NMR’lar düşük vücut ısısıyla 12 oC de birkaç

saat idare edebilirler. Hava da ki 5 oC lik düşüşe yanıt olarak NMR’ların tiroit aktivitesinde

artış olduğu görülmüştür. (Buffenstein et al. 2001).Düşük tiroit hormonu ömrün

uzamasında etkilidir.25 oC de diğer farelere oranla daha az tiroit salgılamışlardır.

2.IŞIĞA DUYARLI HORMONLAR

Melatonin, üremenin zamanlanmasında rol oynar, karanlıkta epifiz tarafından sentezlenir.

NMR’ların epifiz bezi son derece küçüktür(Quay,1981).

D vitamini UV ye maruz kaldığında deride sentezlenir veya hayvansal yağlar açısından

zengin olan besinlerin tüketimi ile sentezi olur.

NMR’larda NÖROBİYOLOJİ

Duyu sistemlerinde ve merkezi ve periferik sistemlerinde çok büyük farklılık vardır.

1.HİPOKSİYE BEYİN DİRENCİ

Memelilerde hipoksinin zararlı etkileri vardır özellikle beyin de önemli problemler ortaya

koyar.( Siesjö, 1988). NMR ların sinaptik fonksiyonu, düşük oksijen konsantrasyonunu

çeşitli seviye de korurlar. Oksijen yokluğunda farelere göre sinaptik fonksiyonunu çok

daha uzun süre korurlar. Bu da onların hipoksiye olan dirençlerini gösterir. (Larson ve

Park, 2009).Yetişkin NMR beyninin hipoksiye aşırı toleransı, yeni doğan fare beynini

anımsatır (Cherubini et al. 1989). Periferal sinirin kimyasal etkene karşı duyarsızlığı

anatomik çalışmalar da olağandışı bir özellik ortaya koyar ki bu periferik sinirlerin

kimyasala karşı duyarsız olmasıdır. Periferal sinirler ve miyelinsiz nöronlar memelilerde

normal olarak asit ve kimyasala karşı tutulduğunda zarar görür NMR larda nöropeptitler

tam olarak bozulmaz.

2.KİMYASAL MADDELERE KARŞI PERİFERAL UYARIM

Anatomik çalışmalar NMR periferik sistemlerinin kimyasal hasara karşı duyarsız olduğunu

ortaya koymuşlardır. C-liflerinde küçük kalibreleri bulunur, normalde memeliler aside ve

diğer kimyasal maddelere karşı kaldığında periferal sinir liflerinde tahriş görülür. NMR’lar

da ise nöropeptitlerde tam bir kayıp görülmez. Omurgalıların içinde bu özelliğe sahip olan

tek canlıdır. (Park 2008).Bu bütün sinir sisteminin C-lifleriyle korunmasından kaynaklıdır.

Deri hücreleri de alışılmışın dışında C-lifleriyle omuriliğe bağlanır. Omurilikte dorsal

boynuza bağlanır (Park-2008). Bu bağlantının nasıl olduğu bilinmiyor, ama C-liflerinin

omuriliğe bağlanması için tahriş eden yolları kullanmadığı düşünülüyor. Nöropeptitlerde

C-lifleri tarafından serbest kalan ve kalsitonin geni ile ilişkili olan P maddesi salgılanır.

Yaraların iyileşmesinde hücre çoğalmasının tetiklenmesinde rol oynar.(Khalil ve Merhi

2000.).NMR’ da ki nöropeptit kaybı yüksek CO2 altında yaşadıklarından ortama adapte

olmuş olabilirler.

DUYU SİSTEMİ

Çok küçük gözleri ve görme duyuları çok az olmasına rağmen, ışık değişikliğini fark

edebilen özellikleri vardır. (Hetling 2005 ).Ayrıca memelilere göre düşük frekansları işitirler

ve işitme sistemleri zayıftır. (Heffner-1993).Ancak yakın mesafedekileri işitmede

duyarlıdırlar, kendi aralarında anlaşmak için en az 17 farklı ses çıkarırlar. (Pepper et al.-

1991).Tahmin edileceği gibi dokunma duyusu bu tür için çok önemlidir ve duyusal

kortekste dokunma baskındır (Henry et al. 2006). NMR’ların çarpıcı fiziksel özelliklerinden

biri de tüysüz olmasıdır, bu duyusal algıda rol alır. Çoğu memeli ince tüylerle kürk

oluştururken, NMR’larda bu tamamen kalkmıştır, NMR’ların tüm vücudun da yaklaşık 80

kıl bulunur.

Detaylı analizlerde bıyık kıllarının diğer kemirgenlere göre çok büyük olduğunu ve koruma

özelliğinin olduğunu gösterildi. (Crish et al. 2003)

BEYİNDE Kİ YAŞLANMA

Memeli beynin de ki yaşlanma çok belirgindir. NMR’lar ise nörotrofik faktörlerini yüksek

seviyede korurlar. Bu nörotrofik büyüme faktörleri EGF ailesine aitken tiroit aktivitesiyle

ters ilişki sergiler. (Kesavan et al.1991).Yaşlı NMR’lar da HIF1A hipoksi indükleyici faktör

çok yüksek seviyede korunurken, farelerde yaşa bağlı azalış söz konusudur. Bu; büyük

ihtimalle yer altında yaşamalarından dolayı nöronlarını korumak için gösterdikleri

adaptasyondur. (Ogunshola and Antoniou, 2009).İlginç olan NMR’ları insan veya diğer

kemirgenlerle karşılaştırdığımızda amiloid beta nükleotid sekansının farklı çıkmasıdır. Bu

küçük peptitin Alzheimer dâhil birçok hastalığa neden olduğu düşünülmektedir. Şu anda

bunun etkileri araştırılıyor.

KANSER MEKANİZMASI

Çıplak kör farede kanserin geliştiği gözlenmemiştir. Bu yüzden çıplak kör farenin maling

transformasyonuna direnci test edilmiştir. Onkogenik Ras ve sv40 LT nin kombinasyonu

fare fibroblastlarını dönüştürmek için yeterlidir.(Rangarajan et all-2004).Bu testle çıplak

kör farenin fibroblastların da ki büyümenin proteinlere bağlı olmadığı gösterilmiştir.

(Andrei Seluanov et al.-2009) Daha önce çıplak kör farenin kültürde ki ölümsüzlüğünün

endojen telomeraz aktivitesiyle saptanabildiği gösterilmiştir, bu nedenle ölümsüzleşme

için telomeraz gerekmez. Yabani tipte LT viral onkoprotein olduğundan P53 ve Prb yi

birbirine bağlar ve inaktif eder. LTΔ434–444 sadece pRb ve üyelerini inaktif ederken, LTK1

sadece p53ü inaktif eder.(Hahn et al.2002).Çıplak kör fare hücrelerindeki sv40 lt nin ve

türevlerinin fonksiyonları doğrulanmıştır.

Çıplak kör farelerin contact inhibisyon ile hipersensitifi:

Çıplak kör farelerin olağan üstü kanser direnişlerini anlamak için, fibroblastlarının in vitro

ortamda büyümesini incelenmiştir. İnsan ve fare fibroblast hücreleri deney tabağında

klasik metotla yetişmiştir. Aynı metot çıplak kör farelere uygulanmış ancak hücre

büyümesi görülmemiştir. Çıplak kör farenin deri hücre kültürü bir plaka üzerinde 4 ay

boyunca tutulmuş ve hızla büyüyen bir koloni oluşmuştur. Bu hücreler contact inhibisyona

karşı aşırı duyarlılıklarını kaybetmişlerdir ve fare hücreleri gibi hücre yoğunluğu yüksek

konsantrasyonuna ulaşmıştır. Bu gözlem, çıplak kör fare hücrelerinin yüksek hücre

yoğunluğunun kısıtlanmasının belirli bir büyüme kontrol mekanizmasıyla olduğunu

gösterir.

Erken contact inhibisyonu, ağırlıklı olarak hücre hücre etkileşimin de aracı mı?

Hücre de erken contact inhibisyonunun olup olmadığına bakmak için olası salgılanan

faktörlerin birikimiyle büyüme ortamı her 24 saatte bir değiştirilip hücre yoğunluğu takip

edilmiştir. Ortam, kontrol kültürleri için her 7 günde bir değiştirilmiştir. Ortam sık sık

değiştiği için çıplak kör farelerin deri fibroblastlarının hücre yoğunluğu artmış; bununla

birlikte fare hücreleri de sık sık değiştirilen ortama konulduğunda artış gözlenmemiştir.

Aynı işlem akciğer fibroblastlarına uygulanmış ve hücre yoğunluğunda artış

gözlenmemiştir. Fare de ise hücre yoğunluğunda hafif artış olmuştur. Ayrıca tabakta ki

çıplak kör farelerden alınıp seyreltilmiş ortama ekilen fibroblastların inkübasyonu sonucu

büyüme önlenememiştir (Andrei Seluanov et. all-2009). Bu veriler erken contact

inhibisyonunun hücre hücre etkileşimin de aracı olduğunu gösterir.

Grafik;

A:NMR fibroblastları fare fibroblastlarında düşük konfluent hücre yoğunluğuna ulaşmıştır.

B:NMR akciğer fibroblastları ve fare akciğer fibroblastları karışılaştırılmıştır

C:NMR ve fare hücrelerinde ki büyümenin timidin ile birleştirilmiş DNA dizi analizi.

P53 ve Rb yolağı Erken contact inhibisyonu aktivitesinde gereklidir.

Daha sonra erken contact inhibisyonunun P53 veya Rb sinyal yolaklarında aracı olup

olmadığına bakılmıştır. Bunun için SV40 Lt kodlayan plazmidin cDNAsı ve mutant türevleri

olan LTK1 ve LT Δ434–444 i kullanılmıştır. Çıplak kör farenin deri ve akciğer

fibroblastlarını, LT, LTK1, LTΔ434–444 veya GFP kodlayan plazmitler fareye trans fekte

edilmiştir. Tabak üzerine düşük yoğunluklu ekilen hücreler her gün sayılmıştır. Zayıflatılmış

LT, erken contact inhibisyonunun çıplak kör farelerin deri ve akciğer hücrelerinin yüksek

konfluent yoğunluğuna ulaşmasına neden olmuştur. İlginç olan ne LTK1 ne de LTΔ434-444

tek başına erken contact inhibisyonu azaltamamıştır. Fare fibroblastlarının büyümesinde

ise Lt nin etkisi yoktur. Bu sonuçlar çıplak kör farenin erken contact inhibisyonun ortadan

kalkması için hem P53 hem de Rb yolaklarının bozulması gerektiğini gösterir.

ERKEN CONTACT İNHİBİSYONU APOPTOTİK TEPKİ TARAFINDAN KORUNMAKTADIR

P53 ve Rb nin bozulması erken contact inhibisyonunun ortadan kalmasında yeterli

değildir, bunun için trans fekte edilen onkoproteinlerde hücrelerin apoptosis seviyeleri

incelenmiştir. Çıplak kör farenin deri ve akciğer fibrobasltlarına enfekte edilen Lt, ltk1,

ltΔ434-444 14 gün sonra TUNEL ile apoptotik hücrelerin yüzdesi ölçülmüştür. Benzer

sonuçlar Annexin V boyası kullanılarak da elde edilmiştir.

Kontrollü hücrelerin spontan apoptoz seviyeleri düşüktür. Dikkat çekici olan,LTk1 veya

ltΔ434-444 ün transfeksiyonundan sonra apoptoz seviyesi nerdeyse 2 kat artmıştır. Fare

hücrelerinde spontan apoptosisinde onkoproteinler yok denilecek kadar az etkiye sahiptir.

Bütün veriler p53 veya Prb nin aktivitelerinin yokluğunda hücreler bir yere kadar çoğalır

ama daha sonra apoptosa giderler. Sonuç olarak hücre yoğunluğu düşüştedir. Bununla

birlikte, yabani tip LT pRb ve p53 yollarını inaktive eder, bu nedenle inhibe edici ‘yedek’

apoptotik yanıt hücre yoğunluğu artışına neden olur. Prb nin kaybı insan hücreleri ve fare

gelişimi sırasında apoptozu indüklediği bilinmektedir.(Martelc et al.1996-Morgenbesser et

al-1994) Bununla birlikte,p53 ün kaybı nedeniyle apoptozun indüksiyonu çıplak kör

farenin benzersiz özelliği olabilir.

Bunu test etmek için kaspaz inhibitörü olan Z-VAD-FMK geniş spektrum varlığında

onkoproteinlerle çıplak kör farenin hücrelerine trans fekte edilmiştir. ltΔ434-444 ile trans

fekte edilen apoptoz inhibitörü çıplak kör fare hücrelerin büyümesini geliştirmiştir, ancak

lt ve ltk1 hücreler üzerinde etkisi olmamıştır. ltΔ434-444 prb ailesinin inaktive edici

proteinidir ve muhtemelen hücre döngüsünü durdurur, bu nedenle prb nin

inaktivasyonuyla apoptozun inaktivasyonu birleştirilerek yüksek hücre yoğunluğuna

neden olur. LTK1 p53 ü inaktive eder, pRb-aracılı hücre döngüsünü kontrol eder. Apoptoz

inhibitörü varlığında, işlem görmüş LTK1 hücreler de hücre döngüsünün durmasını

uyarabildiğinden yüksek yoğunluklu çoğalma yoktur. Böylece erken contact inhibisyonu

PRB yolağında ki hücre döngünün durmasında aracıdır ve p53 yolağı üzerinde ki apoptotik

yanıtla desteklenmektedir.

Erken contact inhibisyonu p16 nın indüksiyonuyla ilişkilidir.

Fare ve insan hücrelerin de hücre büyümesinin durması siklin bağımlı kinaz olan p27 nin

birikmesiyle olur. P27 nin erken contact inhibisyonu geçiren çıplak kör fare hücrelerinde

biriktiğini göstermek için, Western blot ile fare, insan ve çıplak kör farenin

fibroblastlarında p27 nin artışı izlenmiştir. Çıplak kör farede ki p27 insan ve fareninkine

oranla farklı moleküler ağırlığına sahip olduğu görülmüştür. P27 nin beklendiği gibi insan

ve fare hücrelerinde biriktiği görülmüştür, şaşırtıcı olan çıplak kör fare fibroblastlarında

p27nin çok az indüksiyon göstermiş olduğudur. Böylece erken contact inhibisyonunun p27

aracılı olmadığı görülmektedir, ancak eğer erken contact inhibisyonu bozulursa devreye

hücre yoğunluğunu arttıran p27 aracılı Regular contact inhibisyonu girer.

Daha sonra başka bir siklin bağımlı kinaz inhibitörü olan p16 nın erken contact

inhibisyonuna katılması incelenmiştir. P16 insan ve fare fibroblastlarında artış

göstermemiştir. Ancak p16 nın çıplak kör fare hücrelerinde erken contact inhibisyonunu

çok güçlü indüklemiştir. Ve p16nın mrna seviyesi erken contact inhibisyonu hücrelerinde

artmıştır. Sv40 trensfeksiyonu p16 nın birikimini önlemektedir. Dikkat çeken, NMRSF2

Mut hücre dizisinde erken contact inhibisyonunun kaybolmasıyla p16 seviyesinde artışın

görülmemesidir. Dahası, soft agar da NMRSF2 hücrelerinin orta büyüklükte koloni

oluşturduğu görülmüştür, erken contact inhibisyonununn kaybolması çıplak kör fare de

anchor bağımsız hücre büyümesinin gerçekleştiği düşündürmektedir.

Yukarıda ki deneylerde çıplak kör fare hücreleri düşük yoğunluklu ekilmiştir ve 20 gün

inkübe edilmiştir. Hızla uygulanan p16 hücrelerin büyümesini durdurmuştur. Bu

sonuçların hepsi, çıplak kör fare hücrelerinde 2 tane contact inhibisyon olduğunu

gösterir:p26 aracılı erken contact inhibisyonu ve p27 aracılı düzenli contact inhibisyonu.

Bu iki contact inhibisyonu in vivo ortamda kanser direncine artış mekanizmasında yedek

olabilir.

ERKEN CONTACT İNHİBİSYONUYLA DÜZENLEYİCİ CONTACT İNHİBİSYONU NASIL

KARŞILAŞTIRILIR?

Contact inhibisyon in vivo ve in vitro ortamda tümör süppressör mekanizmasında temel

rol oynar. Transforme olan hücreler de contact inhibisyonu kaybolmuştur.(Abercrombie-

1979) Antiproliferatif sinyalde hücre hücre etkileşimi yüzey reseptörleri üzerinden

aracıdır. ( Levenber et al-1999,Caveda et al.-1996,Stockiner et al.2001).Yapılan

çalışmalarda çıplak kör fare fibroblastlarında erken contact inhibisyonu alışılmadık bir

durum göstermiştir. Kültürde asla fibroblast hücreleri İnsan ve fare hücrelerinde olduğu

gibi yoğun tek tabaka oluşturmamıştır. Contact inhibisyonunun iki türünde oldukça farklı

sinyal yollarıyla indüklendiği görülür.

Regular contact inhibisyonu p27nin birikimiyle tetiklenir, prb nin fosforilasyonu bloklar

ciklin E-CDCK2 komplexi inaktivasyonuna neden olur.(Polyak et al.1994-St Croix et al-

1998).Bazı sonuçlar contact inhibisyonda p16nın da katıldığını göstermiştir. İnsan veya

fare fibroblastlarının ikisinde de p16 indüksiyonunun rastlanmadığını görülmüştür, bunun

aksine çıplak kör farede p16nın indüksiyonu şiddetli bir şekilde görülmüştür. İnsan ve fare

de contact inhibisyon p27 ye dayanır, çıplak kör farede ise erken contact inhibisyon p16

ya dayanır. Dikkat çeken çıplak kör fare hücrelerinde regülatör contact inhibisyonu p27

tarafından korunur. Böylece aynı genler çıplak kör fare de de olabilir, ancak p27 ve p16nın

fonksiyonları zamanla birbirinden ayrılmış olabilir. contact inhibisyonun bu iki katmanı,

çıplak kör farede büyük olasılıkla tümör gelişimine karşı daha iyi koruma sağlar.

Evrimsel olarak, çıplak kör fare hücreleri regülatör-contact inhibisyon genlerini nasıl

korumuştur?

Embriyogenez sırasında erken contact inhibisyonu tam olarak aktif değildir burada ilk

olarak p27 aktif rol oynar.

TÜRLERE ÖZGÜ ANTİKANSER MEKANİZMALARI

İnsan kanser araştırmalarında fare kullanımı birçok önemli veriler vermiştir, ancak, insan

ve fare karsinogenezinde büyük farklılıklar vardır. Genel olarak insan hücreleri malign

dönüşüme daha dayanıklıdır. Fare hücrelerinde ise bu dönüşüm için çok fazla genetik

değişiklik gerekir. Bunun aksine insan hücrelerin malignanta dönüşmesi için 6 yolağın

(p53, pRb, PP2A nın inaktivasyonu ve telomerazın, Ras ve Ral-GEF aktivasyonu) bozulması

gerekir. Genel olarak, insan hücrelerinde yaşlanmanın durması daha zordur, yaşlılık

indüksiyonu için daha fazla paralel yollar gerekir, bu nedenle fare hücrelerinin anti kanser

mekanizmaları daha iyidir.

İnsan ve fare arasında ki farklılıklardan bir tanesi p53 ve pRb yolaklarıdır. pRb insan

hücrelerinde fare hücrelerine oranla daha fazla rol oynar ki bu roller apoptoz ve yaşlılık

düzenlenmesi fonksiyonlarıdır. İlginç olan çıplak kör fare de erken contact inhibisyonunun

kontrolü yoğun bir şekilde p16 ya bağlıdır. Bu da çıplak kör farenin kemirgen olmasına

rağmen anti kanser aparatı insanınkine çok benzer olduğunu göstermektedir. Prb ve p16

fonksiyonlarının olması onların kansere dirençli ve daha uzun ömürlü olmasını sağlıyor.

Bu çalışmalar çıplak kör fare ve insan arasında ki bazı farklılıkları göstermektedir: çıplak

kör farelerin hücreleri telomeraz ekspresyonu ile sürekli çoğalırken insan hücreleri

replikatif yaşlılık gösterir. İlginçtir ki, insan da kanser ve telomeraz aktivitesi arasında yakın

bir ilişki olmasına rağmen, çıplak kör fare hücrelerinde telomeraz aktivitesi varlığında

malign transformasyona dirençli kalır. Bu nasıl olabilir? Bugün ki sonuçlar sadece çıplak

kör fare hücrelerinin özelliği olan erken Contact inhibisyonu tanımlar. Erken contact

inhibisyonu telomeraz çıplak kör fare hücrelerini malign transformasyonundan

koruduğundan replikatif yaşlılık da güçlü alternatif olabilir

Çıplak kör fare kanser araştırmalarında umut veren bir modeldir. Evrimsel olarak canlıların

vücut kitlesi ve yaşı arttıkça kanser riski de artar. Büyük vücut kitlesi total hücre sayısının

artmasından dolayı kanser riskini arttırır, dolayısıyla her bir hücre malign transformasyona

uğrayabilir. Uzun ömürde malign transformasyon riskini arttırır. Kanser nedeniyle ölüm

artışı, anti kanser mekanizmalarını adaptif evrime götürür. Daha önce ki araştırmalarda

büyük vücutlu kemirgenler anti kanser mekanizması olarak telomeraz aktivitesi ve

replikatif yaşlılığın baskılanmasını geliştirmişlerdir.(selanov et al.2007) Bunun aksine uzun

ömürlü Küçük vücutlu kemirgenler de replikatif yaşlılık hariç diğer anti kanser

mekanizmalarına adapte olmuşlardır.(Seluanov et al.2008) . Bu adaptasyonların

mekanizmaları bilinmiyor. Kanser eğilimli fare modelleri kanser tedavilerinin

geliştirilmesinde kullanılır. Ancak, çıplak kör fareler gibi kansere dirençli canlılar kanseri

önlemede çok yararlı olacaktır.

TARTIŞMA VE SONUÇ

Makalede çıplak kör farenin birçok önemli özelliği anlatılmıştır. Ancak bu canlı üzerinde

bilinmeyen pek çok şey vardır; bu sıra dışı özelliklerine hangi yaşam biçiminde evrildiği,

uzun ömürlerinin genetik temellerinin ne olduğu gibi. Yapılan bunca çalışma gelecek

dönemler için kanser başta olmak üzere birçok hastalığın umudu olacaktır.Çıplak kör

fareler çirkin bir görüntüye sahip olsalar da göstermiş oldukları zekâ oyunlarıyla insanlığın

kurtuluşu olabilirler.

DENEYSEL PROSEDÜRLER

DNA izolasyonu ve hücre kültürü, western blotlama, hücre büyüme analizi, transfeksiyon,

lusiferaz deneyi, apoptoz analizi, RT-PCR.

REFERANSLAR

Abercrombie M (1979) Contact inhibition and malignancy. Nature 281:259–262.

A. Seluanov, C. Hine, J. Azpurua, M. Feingenson, K. Catania, V. Gorbunova (2009)

University of Rochester Department of Biology Hutchison Hall 336 River Campus Box

270211 Rochester, New York, USA, 14627-0211

B. Heppenstall, P.A., Laurito, C.E., Wilson, S.P., Lewin, G.R., 2008. Selective

inflammatory pain insensitivity in the African naked mole-rat (Heterocephalus

glaber). PLoS Biol. 6 (1), e13

Blass, G.R.C., Smith, E.S.t.J, Lewin, G.R., Minshall, R.D., Park, T.J., 2009. Resistance to

CO2-induced Pulmonary Edema in Naked Mole-rats and Free-tailed Bats. Society for

Neuroscience. Abstract Online.

Buffenstein R (2008) Negligible senescence in the longest living rodent, the naked

molerat: Insights from a successfully aging species. J Comp Physiol B 178:439–445.

Buffenstein, R., 2005. The naked mole-rat: a new long-living model for human aging

research. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 60 (11), 1369–1377.

Buffenstein R, JarvisJU(2002)Thenakedmolerat-anewrecord for the oldest living

rodent Sci Aging Knowledge Environ 2002:pe7.

Buffenstein, R., Woodley, R., Thomadakis, C., Daly, T.J., Gray, D.A., 2001. Cold-induced

changes in thyroid function in a poikilothermic mammal, the naked mole-rat. Am.

J.Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 280 (1), R149–R155.

Cavedal,et al.(1996)Inhibiton of cultured cell growth by vaskular endothelial

cadherin(cadherin-5/VE-cadherin)J Clin Inverst 98:886-893

Cherubini, E., Ben-Ari, Y., Krnjević, K., 1989. Anoxia produces smaller changes in

synaptic transmission, membrane potential, and input resistance in immature rat

hippocampus. J. Neurophysiol. 62 (4), 882–895

Crish, S.D., Rice, F.L., Park, T.J., Comer, C.M., 2003. Somatosensory organization and

behavior in naked mole-rats I: vibrissa-like body hairs comprise a sensory array

that mediates orientation to tactile stimuli. Brain Behav. Evol. 62 (3), 141–151

de Magalhaes JP, Costa J, ToussaintO(2005) HAGR: The human aging genomic

resources. Nucleic Acids Res 33:D537–543.

de Magalhaes J.P., Costa J., and Church G.M. An analysis of the relationship between

metabolism, developmental schedules, and longevity using phylogenetic independent

contrasts. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 62(2):149–160.

Deuve, J.L., Bennett, N.C., Britton-Davidian, J., Robinson, T.J., 2008. Chromosomal

phylogeny and evolution of African mole-rats (Bathyergidae). Chromosome Res. 16

(1), 57–74.

Faulkes, C.G., Abbott, D.H., 1993. Evidence that primer pheromones do not cause

social suppression of reproduction in male and female naked mole-rats

(Heterocephalus glaber). J. Reprod. Fertil. 99 (1), 225–230.

Faulkes, C.G., Abbott, D.H., Jarvis, J.U., 1990. Social suppression of ovarian cyclicity in

captive and wild colonies of naked mole-rats, Heterocephalus glaber. J. Reprod.

Fertil. 88 (2), 559–568.

Finch CE (1990) in Longevity, Senescence and the Genome. (Univ. of Chicago Press,

Chicago)

Hahn WC, et al. (2002) Enumeration of the simian virus 40 early region elements

necessary for human cell transformation. Mol Cell Biol 22:2111–2123.

Heffner, R.S., Heffner, H.E., 1993. Degenerate hearing and sound localization in naked

mole rats (Heterocephalus glaber), with an overview of central auditory structures.

J. Comp. Neurol. 331 (3), 418–433.

Henry, E.C., Remple, M.S., O'Riain, M.J., Catania, K.C., 2006. Organization of

somatosensory cortical areas in the naked mole-rat (Heterocephalus glaber). J. Comp.

Neurol. 495 (4), 434–452

Hetling, J.R., Baig-Silva, M.S., Comer, C.M., Pardue, M.T., Samaan, D.Y., Qtaishat, N.M.,

Pepperberg, D.R., Park, T.J., 2005. Features of visual function in the naked mole-rat

Heterocephalus glaber. J. Comp. Physiol. A Neuroethol. Sens. Neural Behav. Physiol.

191 (4), 317–330.

Holmes, M.M., Goldman, B.D., Goldman, S.L., Seney, M.L., Forger, N.G., 2009.

Neuroendocrinology and sexual differentiation in eusocial mammals. Front.

Neuroendocrinol. 30 (4), 519–533.

Jarvis, J., Bennett, N., 1991. Ecology and behavior of the Family Bathyergidae. In:

Sherman, P., Jarvis, J., Alexander, R. (Eds.), The Biology of the Naked Mole-Rat.

Princeton University Press, Princeton, pp. 66–96.

Jarvis JU (1981) Eusociality in amammal: Cooperative breeding innakedmole-rat

colonies. Science 212:571–573.

Kesavan, P., Mukhopadhayay, S., Murphy, S., Rengaraju, M., Lazar, M.A., Das, M.,

1991.Thyroid hormone decreases the expression of epidermal growth factor receptor.

J. Biol. Chem. 266 (16), 10282–10286

Larson, J., Park, T.J., 2009. Extreme hypoxia tolerance of naked mole-rat brain. Neuro.

Report. 20 (18), 1634–1637.

Levenberg S, Yarden A, Kam Z, Geiger B (1999) p27 is involved in N-cadherin-mediated

contact inhibition of cell growth and S-phase entry. Oncogene 18:869–876.

Lipman R, Galecki A, Burke DT, Miller RA (2004) Genetic loci that influence cause of

death in a heterogeneous mouse stock. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 59:977–983.

MartelC, Batsche E,HarperF, CremisiC(1996) Inactivation of

retinoblastomageneproduct RB or an RB-related protein by SV40 T antigen in MDCK

epithelial cells results in massive apoptosis. Cell Death Differ 3:285–298.

Morgenbesser SD, Williams BO, Jacks T, DePinho RA (1994) p53-dependent apoptosis

produced by Rb-deficiency in the developing mouse lens. Nature 371:72–74.

O’ConnorTP,LeeA, Jarvis JU, BuffensteinR(2002)Prolongedlongevity innakedmole-rats:

Age-related changes in metabolism, body composition and gastrointestinal function.

Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 133:835–842.

Ogunshola, O.O., Antoniou, X., 2009. Contribution of hypoxia to Alzheimer's disease:

isHIF-1alpha a mediator of neurodegeneration? Cell. Mol. Life Sci. 66 (22), 3555–3563.

O'Riain, M.J., Jarvis, J.U., Alexander, R., Buffenstein, R., Peeters, C., 2000.

Morphological castes in a vertebrate. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97 (24), 13194–13197.

Park, T., Lu, Y., Jüttner, R., Smith, E., Hu, J., Brand, A., Wetzel, C., Milenkovic, N.,

Erdmann, Khalil, Z., Merhi, M., 2000. Effects of aging on neurogenic vasodilator

responses evoked by transcutaneous electrical nerve stimulation: relevance to wound

healing. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 55 (6), B257–B263

Pepper, J.W., Braude, S.H., Lacey, E.A., Sherman, P.W., 1991. Vocalizations of the

naked mole-rat. In: Sherman, P., Jarvis, J., Alexander, R. (Eds.), The Biology of the

Naked- Mole Rat. Princeton University Press, Princeton, pp. 243–274.

Polyak K, et al. (1994) p27Kip1, a cyclin-Cdk inhibitor, links transforming growth

factorbeta and contact inhibition to cell cycle arrest. Genes Dev 8:9–22.

Quay, W.B., 1981. Pineal atrophy and other neuroendocrine and circumventricular

features of the naked mole-rat, Heterocephalus glaber (Ruppell), a fossorial,

equatorial rodent. J. Neural. Transm. 52 (1–2), 107–115.

Rangarajan A, Hong SJ, Gifford A, Weinberg RA (2004) Species- and cell type-specific

requirements for cellular transformation. Cancer Cell 6:171–183.

Salmon, A.B., Sadighi Akha, A.A., Buffenstein, R., Miller, R.A., 2008. Fibroblasts from

naked mole-rats are resistant to multiple forms of cell injury, but sensitive to

peroxide, ultraviolet light, and endoplasmic reticulum stress. J. Gerontol. A Biol. Sci.

Med. Sci. 63 (3), 232–241 Mar.

Seluanov A, et al. (2008) Distinct tumor suppressor mechanisms evolve in rodent

species that differ in size and lifespan. Aging Cell 7:813–823.

Seluanov A, et al. (2007) Telomerase activity coevolves with body mass not lifespan.

AgingCell 6:45–52.

Siesjö, B.K., 1988. Mechanisms of ischemic brain damage. Crit. Care Med. 16 (10),

954–963.

Stockinger A, et al. (2001) E-cadherin regulates cell growth by modulating

proliferationdependent beta-catenin transcriptional activity. J Cell Biol 154:1185–1196

St Croix B, et al. (1998) E-Cadherin-dependent growth suppression is mediated by the

cyclin-dependent kinase inhibitor p27(KIP1) J Cell Biol 142:557–571.

Turturro A, et al. (1999) Growth curves and survival characteristics of the animals used

in the Biomarkers of Aging Program. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 54:B492–501.