Prostat kanseri hücrelerinde hekzokinaz-2 inhibitörü ve mitokondri transplantasyonunun etkileri
Effects of hexokinase-2 inhibitor and mitochondria transplantation in prostate cancer cells
- Tez No: 1016358
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖZLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizyoloji, Physiology
- Anahtar Kelimeler: 3-BP, HK-2, insan mezenkimal kök hücre, Mitokondri transplantasyonu, Prostat kanseri, 3-BP, HK-2, human mesenchymal stem cells, mitochondria transplantation, prostate cancer
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Kanserler ülkemizde ve dünyada önemli ölüm nedenleri arasındadır. Bu nedenle her yıl yapılan farklı bilimsel araştırmaların çoğunun en temel konusu olmaktadır. Prostat kanseri (PK) erkeklerde en sık rastlanan ikinci kanser türüdür. Yapılan son çalışmalarda kanser hücresinin enerji metabolizmasındaki değişiklikler sıklıkla ele alınmaktadır. Kanser hücrelerinin hızla büyüyüp çoğalması için gerekli olan enerjinin büyük bölümünü fazlaca kullandıkları glikozdan elde ettikleri bilinmektedir. Glikoliz yolunun inhibisyonu ile kanser hücresinin enerji kaynağını kısıtlamak ve metabolizma dengesini bozmak mümkün olabilir. Mitokondri homeostatik dengenin sağlanması ve enerji ihtiyaçlarının karşılamanın yanı sıra büyüme, farklılaşma, apoptozis, demir dengesi, kalsiyum homeostazisi gibi birçok önemli hücresel aktivitelerde görev yapar. Son çalışmalarla kanser, kardiyovasküler hastalıklar, yaşlılık ve metabolik birçok hastalığın mitokondri fonksiyon bozukluğuyla ilişkili olduğu konusunda kanıtlar ortaya çıkmaya başlamıştır (1). Bu amaçla tez çalışmamızda mitokondri ve kanser metabolizması arasındaki ilişkiyi incelemeyi amaçladık. Çalışmada glikolizin ilk basamağını katalizleyen hekzokinaz-2 (HK-2) enzimini, 3-bromopirüvik asit (3-BP) ile inhibe edip bununla birlikte insan mezenkimal kök hücrelerinden elde ettiğimiz sağlıklı mitokondrileri naklederek olası etkiler incelendi. Böylece prostat kanseri hücrelerinin enerji metabolizmasını tekrar düzenleyerek kanser hücrelerinin hangi yönde etkilendiğini bulmayı amaçladık. Gereç ve Yöntem: Çalışmamız in vitro hücre kültürü ortamında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada prostat kanseri (DU-145) hücre hattı kullanılmıştır. Uygun koşullarda çoğaltılan (DU-145) hücrelerini Kontrol, 3-bromopirüvik asit (3-BP), Mitokondri (Mito), 3-BP +Mito olarak 4 gruba ayırdık. Deney gruplarında 3(4.5-dimethylthiazol-2y])-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) hücre canlılık testi, Western Blot yöntemi ile hücre içi sinyal yolaklarından mTOR, HIF-1α, TUNEL test (Terminal deoksinükleotidil transferaz dUTP Nick End-Labeling) ve kaspaz-3 ölçümleri yapıldı. Bulgular: Çalışmamızda prostat kanseri hücresi (DU-145) üzerinde yaptığımız analizlerle, HK-2 inhibitörü olan 3-BP'nin DU-145 hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi saptanmıştır. İnsan mezenkimal kök hücrelerden (İMKH) elde edilen mitokondrilerin canlı ve fonksiyonel olduğu ve DU-145 hücrelerinin içerisine girdiği gösterilmiştir. Çalışmamız için gerekli 3-BP'nin toksik dozu (30µM) ve mitokondri dozu (5µg/ mL) belirlendikten sonra apopitoza yönelik TUNEL boyama ve kaspaz-3 aktivasyonuna bakılmıştır. TUNEL boyama da kontrole göre 3-BP ve 3-BP+ Mito grubunda, apoptotik hücrelerde anlamlı artış görülürken Mitokondri grubunda anlamlı bir artış görülmemiştir. Kaspaz-3 aktivitesinde kontrole göre 3-BP+Mito grubunda anlamlı bir artış söz konusuyken Mitokondri ve 3-BP grubunda anlamlı bir fark görülmemiştir. Ayrıca 3-BP grubuna göre 3-BP+Mito grubunda anlamlı bir artış görülmüştür. Hücre sinyal yolaklarından olan HIF-1α ve mTOR ekspresyonuna bakılmıştır. HIF-1α ekspresyonu kontrole göre tüm gruplarda anlamlı bir şekilde azalmış, Mitokondri grubuna göre 3-BP+Mito grubunda anlamlı bir azalma görülürken 3-BP grubuna göre 3-BP+Mito grubunda anlamlı azalma görülmemiştir. mTOR ekspresyonu kontrole göre Mitokondri ve 3-BP+Mito gruplarında anlamlı azalma gösterirken 3-BP azalma eğilimindedir. Ayrıca 3-BP'ye göre 3-BP ve 3-BP+Mito grubunda anlamlı azalma gözlenmiştir. Sonuç: Çalışmamızda DU-145 hücre hattı üzerinde sitotoksik etkinliklerini analiz etmiş olduğumuz 3-BP'ye bağlı olarak oluşan etki düzeyi literatüre paralel bir etkinlik gösterirken tek başına uygulanan mitokondri transplantasyonu bu etkiyi göstermemiştir. Fakat 3-BP ve mitokondri transplantasyonu kombinasyonu DU-145 hücrelerinde ilk defa uygulanmış olup bizim çalışmamızda bu kombinasyonun apoptozu arttırdığı aynı zamanda hücrede hayatta kalma, büyüme, farklılaşma, metastaz gibi durumlarda anahtar rol oynayan mTOR, HIF-1α ekspresyonlarında da azalmaya neden olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Aim: Cancers are among the important causes of death in our country and the world. For this reason, it is the main subject of most different scientific researches conducted every year. Prostate cancer (PC) is the second most common type of cancer in men. In recent studies, changes in the energy metabolism of cancer cells are frequently discussed. It is known that cancer cells obtain most of the energy, which is required for rapid growth and proliferation, from glucose they use excessively. With the inhibition of glycolysis pathway, it may be possible to restrict the energy supply of the cancer cell and disrupt the metabolic balance. Mitochondria play a role in many important cellular activities such as growth, differentiation, apoptosis, iron balance, calcium, moreover providing homeostatic balance and meeting energy needs. According to recent studies; cancer, cardiovascular diseases, old age, and many metabolic diseases are associated with mitochondrial dysfunction (1). For this purpose, we tried to examine the relationship between mitochondria and cancer metabolism in our thesis. In the study, the possible effects were investigated by inhibiting the hexokinase-2 (HK-2) enzyme, which catalyzes the first step of glycolysis, with 3-bromopyruvic acid (3-BP) and transplanting healthy mitochondria obtained from human mesenchymal stem cells. Thus, we aimed to find out in which direction the cancer cells are affected by rearranging the energy metabolism of prostate cancer cells. Materials and Methods: Our study was conducted in an in vitro cell culture medium. Prostate Cancer (DU-145) cell line was used in the study. We divided the (DU-145) cells which grown under appropriate conditions into 4 groups as Control, 3-bromopyruvic acid (3-BP), Mitochondria (Mito), 3-BP+Mito. 3(4.5-dimethylthiazol-2y])-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) cell viability test in experimental groups, intracellular signaling pathways mTOR, HIF-1α by Western Blot method, TUNEL test (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick End) -Labeling) and caspase-3 measurements were made. Results: In our study, the analyzes we performed on Prostate Cancer Cell (DU-145) revealed the cytotoxic effect of 3-BP, which is a HK-2 inhibitor, on DU-145 cells. It has been shown that mitochondria obtained from human mesenchymal stem cells are alive and functional, and they enter into DU-145 cells. After determining the toxic dose (30µM) and mitochondria dose (5µg/ml) of 3-BP which required for our study, TUNEL staining and caspase-3 activation were examined for apoptosis. In TUNEL staining, a significant increase was observed in apoptotic cells in the 3-BP and 3-BP+ Mito group compared to the control, but no significant increase was observed in the mitochondria group. While there was a significant increase in caspase-3 activity in the 3-BP+Mito group compared to the control, no significant difference was observed in the Mitochondria and 3-BP groups. In addition, a significant increase was observed in the 3-BP+Mito group compared to the 3-BP group. The expression of HIF-1α and mTOR, which are cell signaling pathways, was examined. HIF-1α expression significantly decreased in all groups compared to the control group, while a significant decrease was observed in the 3-BP+Mito group compared to the Mitochondria group, there was no significant decrease in the 3-BP and 3-BP+Mito groups. While mTOR expression decreased significantly in Mitochondria and 3-BP+Mito groups compared to control, 3-BP tends to decrease. In addition, a significant decrease was observed in 3-BP and 3-BP+Mito groups compared to 3-BP. Conclusion: In our study, the effect level due to 3-BP, whose cytotoxic activities we analyzed on the DU-145 cell line, showed an efficancy in parallel with the literature, while mitochondrial transplantation alone did not show this effect. However, the combination of 3-BP and mitochondrial transplantation was applied for the first time in DU-145 cells, and in our study, it was observed that this combination increased apoptosis and moreover caused a decrease in mTOR and HIF-1α expressions, which play a key role in cell survival, growth, differentiation and metastasis.
Benzer Tezler
- Bağırsak kanser hücrelerinde hekzokinaz inhibitörü, borik asit ve kombinasyonlarının etkileri
Effects of hexokinase inhibitor, boric acid and combinations on intestinal cancer cells
GİZEM ESRA KOÇ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
FizyolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZLER
- TWIST1 transkrıpsıyon faktörünün glikoz metabolizmasındaki rolünün araştırılması
Investigation of the role of TWIST1 transcription factor in glucose metabolism
KADRİYE AKTAŞ KONT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
OnkolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SURAY PEHLİVANOĞLU
- Investigation of the effects of combine use of cisplatin and metformin on proliferation of prostate cancer cell lines and GSTP, CYP17A1 and hexokinase II enzymes
Cisplatin ve metformin iilaç kombinasyonu uygulamasının prostat hücre hatları proliferasyonu ve GSTP, CYP17A1 ve hekzokinaz II enzimleri üzerine etkilerinin incelenmesi
ÖZLEM DURUKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ADALI
DOÇ. DR. ŞEVKİ ARSLAN
- Prostat kanseri hücrelerinde nobiletin flavanoidinin TLR4 ve TLR9 reseptörleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of flavonoid nobiletin on TLR4 and TLR9 receptors in prostate cancer cells
ASUMAN DEVECİ ÖZKAN
Doktora
Türkçe
2018
Tıbbi BiyolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACER İLKE ÖNEN
PROF. DR. SÜLEYMAN KALELİ
- Prostat kanseri hücrelerinde resveratrol analoğunun anti-kanser etkinliğinin in vitro değerlendirilmesi
Evaluation of anti-cancer efficiency of resveratrol analogue on prostate cancer cells in vitro
BESRA ÖZMEN YELKEN