Hayvanlar aleminde, çoğu biyolojik erkek ve dişi cinsel olarak dimorfiktir. Bu, biyolojik cinsiyetleri nedeniyle fiziksel ve davranışsal özelliklerinde farklılık gösterdikleri anlamına gelir. Bu farklılıklar, östrojen ve testosteron gibi cinsiyet hormonlarının etkisiyle ortaya çıkabilir. Bu hormonlar, beyni nöronlardaki reseptörler aracılığıyla etkiler. Nöronlar beyindeki bilgi taşıyan hücrelerdir. Reseptörleri, nöronların çevredeki bilgileri toplamak için kullandığı antenlere benzetebilirsiniz. Bu reseptörler - östrojen için östrojen reseptörü alfa (ER⍺) ve testosteron için androjen reseptörü - nöronlar ve beyin üzerinde çok farklı etkilere sahip olabilir.
Reseptörler, nöronların bilgi sinyallerine nasıl tepki verdiğini değiştirebilir. Bu reseptörler erkekler ve dişiler arasında farklı miktarlarda bulunur. Bu reseptörlerin nöronlar üzerindeki etkilerini anlamak, erkekler ve dişiler arasındaki nöron farklılıklarını anlamamıza yardımcı olabilir. Nöronlar ve işlevleri beyin için çok önemli olduğundan, bu tür araştırmalar, erkekleri ve dişileri farklı oranlarda etkileyen belirli beyin hastalıklarının tedavisine yönelik ipuçları sunabilir. Örneğin, otizm spektrum bozukluğu ve Parkinson hastalığı, erkekleri dişilere göre daha fazla etkilerken multipl skleroz ve Alzheimer hastalığı dişileri erkeklerden daha fazla etkiler.
Dünya genelindeki nörobilimciler, erkek ve dişi fareler arasında östrojen ve testosteron reseptörleri gibi cinsiyet hormon reseptörlerinin farklı seviyelerde olduğu nöron gruplarını araştırdı. Öncelikle, eşleşme davranışı ve saldırganlık gibi erkekler ve dişiler arasında farklılık gösteren davranışlarla ilişkili farklı beyin bölgelerini belirlemek için çalışmışlardır. Bu araştırmacılar, yatak terminalis çekirdeği (BNST), medial amigdala (MeA), preoptik hipotalamus (POA) ve ventromedial hipotalamus ventrolateralis (VMHvl) gibi beyin bölgelerini belirlediler ve bu bölgelerin eşleşme ve saldırganlık davranışlarında önemli rol oynadığını buldular. Bu beyin bölgeleri, açlık, susuzluk, uyku ve uyanıklık gibi önemli iç durumları etkileyen limbik sistemin bir parçasıdır. Biz de, östrojen gibi cinsiyet hormonlarının, cinsiyetler arasında farklılık gösteren davranışları nasıl etkilediğini, ER⍺ gibi reseptörlerin beyindeki oranlarını araştırarak öğrenebileceğimizi düşündük.
İlk olarak, ER⍺ gibi östrojen reseptörlerine sahip nöronların hangi genlerden oluştuğunu bilmek istedik. Bunun için RNA'ya baktık. RNA, genlerimizin vücudumuzun işlevleri için temel olan proteinlere dönüşmesini sağlayan özel bir moleküldür. RNA aynı zamanda bilim insanlarının belirli bir konumda hangi genlerin ve proteinlerin bulunduğunu anlamalarına olanak tanır. RNA sekanslama, özel bir proteine sahip olan nöronların RNAsını analiz etmek için kullanılan özel bir tekniktir. Biz de ER⍺ reseptörüne sahip nöronların RNA sekanslamasını yaparak, bu nöronların erkek ve dişi fareler arasında nasıl farklı olduğunu inceledik.
Biyolojik erkekler ve dişiler karşılaştırıldığında, davranışları ve beyindeki genlerin ve proteinlerin seviyelerini etkileyebilecek olan cinsiyet hormonlarını dikkate almak önemlidir. Dişi farelerinin de, insanlar gibi, östrojen ve progesteron hormonlarının seviyelerinin değiştiği bir döngüleri vardır. Östrojen ve progesteronun belli zamanlarda yükseldiği bir östrus evresi ve bu hormonların düşük olduğu bir diestrus evresi bulunmaktadır. Dişilerin hangi hormonel durumda olduklarını kontrol etmek için yumurtalıklarını çıkardık ve normal döngülerini taklit etmek için östrojen ve progesteron sağladık. Öte yandan, erkek farelerin kontrol edilmesi gereken dalgalanma gösteren hormonları yoktur. Ardından, RNA sekanslamasını östrus ve diestrus dişi farelerde ve erkek farelerde yaptık ve limbik beyin bölgelerinde ER⍺ nöronlarında hangi genlerin bulunduğunu gözlemledik.
Her bir beyin bölgesinde, östrus dişileri ve erkekler arasında veya diestrus dişileri ve erkekler arasında farklı seviyelerde bulunan 29 ile 649 arasında değişen genler bulduk. Bu gen sayısındaki geniş aralık, bazı beyin bölgelerinin cinsiyetler arasında diğerlerinden daha fazla farklılık göstermesinden kaynaklanmaktadır. Bazı otizm spektrum bozukluğu ile ilişkili genlerin, erkeklerde dişilere göre daha yüksek düzeyde bulunduğunu gördük. Otizm spektrum bozukluğunun erkekleri ve dişileri farklı şekillerde etkilemesinden dolayı - her bir dişi için 4 erkeği etkileyen bir durum olması - bu erkek-spesifik genlerin davranışlar üzerindeki etkilerini anlamak, otizm araştırmalarında önemli bulgulara yol açabilir.
Sonraki adımda, östrus ve diestrusda olan dişi fareler arasında farklı seviyelerde bulunan genlerin olduğu beyin bölgelerine baktık. Östrus ve diestrusda olan dişi fareler arasında 92 ile 301 arasında değişen farklı genlerin bulunduğunu gördük. Östrojen ve progesteron seviyeleri östrus ve diestrus sırasında değiştiğinden dolayi, beyindeki genlerin östrojen ve progesteronun varlığı veya yokluğuyla nasıl değişebileceğini öğrenebiliriz. Bu bulgu, menopozla birlikte ortaya çıkan beyindeki değişiklikleri, özellikle sıcak basmalarının ve cinsel istekteki değişikliklerin oluşumunu anlamak için önemli olabilir. Bu genlerin östrojen ve progesteron ile nasıl değiştiğinin daha fazla incelenmesi, menopoz semptomlarını tedavi etmek için daha hedefli tedavilere yol açabilir.
Sonra beyin bölgeleri arasında farklı olan genlerin sayısını hesapladık. Özellikle östrojen ve testosteron reseptörlerinin yüksek düzeyde bulunduğu beyin bölgelerine baktık. Yatak terminalis çekirdeği (BNST) olarak bilinen bir beyin bölgesinde, erkekler ve östrus ve diestrusde olan dişi fareler arasında önemli miktarda farklı gen bulduk. Öte yandan, ventromedial hipotalamus ventrolateralis (VMHvl) olarak bilinen bir beyin bölgesinde, östrus ve diestrus dişi fareler arasında erkekler ve dişiler arasında bulunanlardan daha fazla farklı gen bulduk. Bu, biyolojik cinsiyetin veya hormonların etkilerinin belirli beyin bölgelerinde gerçekleştiği anlamına gelebilir.
Daha sonra, bireysel nöronların hangi genlere sahip olduğunu belirleyerek nöronların genetik yapıları ile işlevleri arasındaki ilişkileri ortaya çıkarmayı hedefledik. Yatak terminalis çekirdeğinde, eşleşme ve saldırganlık ile ilişkili bir erkek-spesifik gen olan Tac1'e sahip nöronlar bulduk. Dişilerde ise, eşleşme ile ilişkili Cckar adlı bir geni içeren nöronlar keşfettik.
İncelediğimiz beyin bölgeleri aynı zamanda diğer bölgelerle de bağlantılıdır. İlginç olan şey, dişi farelerin östrus döngüsü sırasında bu bağlantıların güçlenip zayıfladığıdır. Eşleşme davranışı da östrus döngüsü boyunca değişir. Bu nedenle, östrojen reseptörlerine ve eşleşme davranışı ile ilişkili genlere sahip olan bu nöronların bu değişikliklerde rol oynaması mümkündür. Bu nöronların östrus döngüsü ile eşleşme davranışı arasındaki bağlantıyı temsil edebileceği düşünülmektedir. Bu bulguyu doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır; ancak bu bulgular, eşleşme gibi önemli davranışlarla ilgili nöronların genetik yapısının belirlenmesiyle elde edilebilecek bilgilerin olduğunu göstermektedir.
Bu çalışmanın amacı, erkekler ve dişiler arasında farklılık gösteren beyindeki nöron popülasyonlarını tanımlamaktı. Aynı zamanda, östrojen reseptörü bulunan nöron popülasyonlarının östrojen seviyelerine bağlı olan farklı genlere sahip olup olmadığını görmek istedik. Bu sırada birkaç dezavantajı dikkate almak önemlidir. Öncelikle, östrus döngüsünü kontrol etmek için yumurtalıkları çıkararak, yumurtalıkların östrus döngüsü sırasında salgıladığı diğer hormonları da ortadan kaldırırız. Bu diğer hormonlar, beyin ve davranışı etkileyebilir, bu nedenle yumurtalıkları olmayan farelerde görülen sonuçlar, doğal östrus döngüsüne sahip farelerde olanları yansıtmayabilir. İkinci olarak, ER⍺ beyin dışı limbik sistemde de bulunur, bu nedenle bu çalışma, östrojen tarafından etkilenebilecek tüm nöronları kapsamamaktadır. Yinede, beyindeki cinsiyet ve östrojen bağımlı farklılıkların bulunması, cinsiyetler arasında farklılıklar gösteren hastalıkların anlaşılmasında önemli sonuçlar taşıyor.
Bu çalışmayı daha da ileri götürerek östrojen reseptörü içeren nöronların, cinsiyet hormonları değiştirildiğinde veya tamamen yok edildiğinde hangi genleri değiştirdiğini inceleyebiliriz. Örneğin, biyolojik olarak dişi bir fareye testosteron verildiğinde veya biyolojik olarak erkek bir fareye östrojen verildiğinde beyinde nelerin değiştiğini görebiliriz. Bu değişikliklerin anlaşılması, transgender ve interseks toplulukları için hormon replasman tedavilerini optimize etmemize yardımcı olabilir. Bu çalışma aynı zamanda cisgender topluluğuna da fayda sağlar, çünkü hayvan çalışmaları ve klinik deneyler, östrus döngüsünü hesaba katmanın zahmetli olması nedeniyle tarihsel olarak dişileri dışlamıştır. Bu, erkekler için işe yarayan ancak dişiler için çalışmayan tedavilerin üretilmesine yol açmıştır. Beyindeki cinsiyet farklılıklarını ve östrojenin nöronlar üzerindeki etkisini anlamak için, araştırmacılar şimdi hem insan hem de hayvan dişilerini klinik deneylere dahil edecek yollar bulabilir. Bu, erkekler ve dişiler için çalışan daha fazla tedavi yöntemi bulmamızı sağlayacaktır.
Yazar: Adarsh Tantry
Akademik Editör: Nörobiyolog
Akademik Olmayan Editör: Kurumsal Avukat
Orijinal Makale
• Başlık: A functional cellular framework for sex and estrous cycle-dependent gene expression and behavior
• Dergi: Cell
• Yayınlanma Tarihi: 17 February 2022
Lütfen araştırmaların insanlar tarafından yapıldığını ve her zaman değişmekte olduğunu hatırlayınız. Bir gün yapılan bir keşif, ertesi gün yanlışlanabilir. Bu nedenle, güncel araştırmalarla ilgili bilgilerinizi güncel tutmanız önemlidir. Biz elimizden geldiğince güncel deneyleri tarafsız ve doğru bir şekilde sunmaya çalışıyoruz, ancak hatalar yapabileceğimizi de biliyoruz. Eğer bir şeyin yanlış veya uygun olmayan bir şekilde sunulduğunu düşünüyorsanız, lütfen web sitemiz aracılığıyla bize ulaşın.
This is an AI-generated translation reviewed and corrected by a human translator.