Molecular mechanisms of senescence response to transforming growth factor-beta in liver cancer
Karaciğer kanserinde başkalaştırıcı büyüme etmeni-beta?ya bağlı yaşlanma yanıtının moleküler mekanizmaları
- Tez No: 275093
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Genetik, Onkoloji, Biology, Genetics, Oncology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 357
Özet
Hepatoselüler kanser dünyada beşinci sıklıkta görülen kanser türüdür vehepatit b ve c virüsü enfeksiyonlarına, yüksek alkol tüketimine ve aflatoksin b1'emaruz kalmak gibi etiyolojik faktörlere bağlı olarak gelişir. Genetik heterojenliközelliği ile karakterize edilen karaciğer kanseri çok basamaklı bir hastalık olmasıözelliği ile de tedavi edici opsiyonlar bakımından sınırlıdır. Daha önce elde edilenbilgiler ışığında, hücre yaşlanmasının ölümsüzleşme karşıtı bir mekanizma olduğu vebu yönüyle de karaciğer kanserleri de dahil olmak üzere birçok kanser türünde habisoluşuma engel olan bir bariyer olduğu düşünülmektedir. Ancak tümör karşıtı bumekanizmanın karaciğer kanserindeki rolü tam olarak bilinmemektedir.TGF-ß çok yönlü bir sitokin olup, hücre yaşlanması ve karaciğer hastalıklarıda dahil olmak üzere birçok hücresel işlemde rol aldığı belirtilmektedir. Dahaönceleri, TGF-ß'ya bağlı yaşlanma gözlemleri birçok hücre için belirtilmiş olduğuhalde bu konu karaciğer hücreleri için çalışılmamıştır. Yeni elde ettiğimiz bulgularagöre, farklı karaciğer hastalık dokularında görülen TGF-ß ifadesi, yine aynıdokularda tespit edilen hücre yaşlanması sıklığıyla benzerlik göstermektedir. Bundanyola çıkarak, TGF-ß sitokininin karaciğer rahatsızlıklarında görülen yaşlanma ileilintili olabileceğini düşündük. Epitel kökenli iyi diferansiye beş karaciğer kanserihücre hattı TGF-ß muamelesi ile birlikte yaşlanma belirtgeci için pozitif aktivite ilekarakterize olan hücre bölünmesinde inhibisyon göstermiştir. TGF-ß ile birdakikadan daha az muamele bile çok belirgin bir yaşlanma yanıtı oluşturmak içinyeterli olmuştur. Iyi diferansiye hücrelerde görülen yaşlanma yanıtı c-myc düşüşü vekarşıt p15Ink4b ve p21Cip1 protein artışı ile ilintilidir. Öte yandan TGF-ß tarafındantetiklenen yaşlanma yanıtı Nox4 artışı, hücre içi reaktif oksijen türleri birikimi vekalıcı dna hasarı yanıtı olarak nükleer 53BP1 odaklarının oluşmasıyla ilişkilidir.Dahası, deri altı tümörlerinde, tumor içi TGF-ß enjeksiyonu çok belirgin yaşlanmayanıtı geliştirmiş ve bu yanıt tümör engelleyici sonuçlar doğurmuştur.Diğer taraftan, mezenkimal kökenli kötü diferansiye hücre hatları TGF-ß'yabağlı yaşlanma yanıtına direnç göstermektedirler. Bu hücre hatlarında TGF-ß sinyalyolağında herhangi bir sorun olmadığını tespit ettik. Direnç mekanizmasının kısmenzeb2 protein miktarındaki artışa, p15Ink4b delesyonuna ve pRb eksikliğine bağlıolduğu gösterildi. Bununla birlikte bu hücrelerde Nox4 artışı ve reaktif oksijentürlerinde birikimi gözlemleyemedik. Öte yandan Huh7 hücrelerini devamlı TGF-ßmuamelesine maruz bıraktığımızda dirençli klonlar elde ettik. Dirençmekanizmasının kısmen Smad yolağındaki bozukluklara ve kalıcı epitel-mezenkimaldönüşüme bağlı olduğu tespit edilmiştir.İlginç olarak, devamlı muamele edilen dirençli klonları TGF-ß'dan kurtarıpelde ettiğimiz ikincil klonda TGF-ß yanıtının geri gelmediğini gözlemledik. Bu geridönüşümsüz direnç mekanizmalarının temelinde olası epigenetik regülasyonların rolaldığıyla ilgili sonuçlar elde ettik.Sonuç olarak, bu çalışmada elde edilen bulgular yaşlanma yanıtı oluşturanmekanizmalarla TGF-ß'nın tümör karşıtı özelliği arasında yakın bir bağlantıkurmaktadır. Bundan başka, kötü diferansiye hücre hatlarındaki direnç için kısmiaçıklama da getirmiş bulunuyoruz. Uzun dönem TGF-ß muamelesi sonucundaoluşan direnç için de mekanizmalar üzerinde detaylı çalışmalar yürütmüşbulunuyoruz. Netice itibari ile, TGF-ß sinyal yolağının iyi diferansiye karaciğerkanserlerinde tümör karşıtı tedavi edici özelliği konusunda önemli ipuçlarısunuyoruz.
Özet (Çeviri)
Hepatocellular carcinoma (HCC) is the fifth most common cancer in theworld. HCC is associated with several etiological factors including infections withhepatitis B and C viruses, heavy alcohol consumption and chronic aflatoxin B1exposure. Due to its multi-step disease hallmark characterized with geneticheterogeneity, liver cancer has very limited therapeutic options. In light of manyprevious findings, cellular senescence acts as a barrier against immortalization andprohibits the proliferation of premalignant cells in various tumors including HCCs.However, implications of this anti-tumor mechanism in hepatic tissues are not wellknown.TGF-ß is a multifunctional cytokine implicated in diverse cellular processesincluding senescence arrest as well as liver physiology and pathophysiology.Although TGF-ß-induced senescence has been described in different cell types, thisissue has never been addressed for hepatic cells. According to our recent data, TGF-ß1 expression pattern in various HCC malignancies closely correlated with reportedfrequencies of SABG activities in these corresponding disease stages. Therefore, wehypothesized that TGF-ß signaling might play key role in hepatocellular senescence.Well-differentiated (WD) five cell lines characterized with epithelial-likemorphology displayed TGF-ß-induced growth inhibition associated with SABGactivity, with lack of evidence of apoptosis induction. Even a brief exposure to TGF-ß was sufficient to trigger a massive senescence response. Senescence arrest in WDcell lines was linked to c-myc down-regulation and a reciprocal increase in p21Cip1and p15Ink4b protein levels. In addition, TGF-ß-induced senescence was correlatedwith Nox4 induction, intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS)and sustained 53BP1 foci formation as a mark of DNA-damage response. Moreover,intratumoral injection of TGF-ß in human HCC tumors, generated subcutaneously inimmunodeficient mice, induced expanded SABG that was associated with a stronganti-tumor response activity.On the other hand, poorly differentiated (PD) HCC cell lines withmesenchymal-like characteristics appeared to be resistant to TGF?ß-inducedsenescence. However, PD cell lines had intact TGF-ß signaling from cell membraneto nucleus. Resistance of PD cell lines was partially due to zeb2 overexpression,homozygous p15Ink4b deletion and lack of pRb expression. Besides, PD cells did notdisplay Nox4 upregulation and also lacked ROS accumulation upon TGF-ßstimulation.In addition, we demonstrated that sustained exposure to TGF-ß establishedresistant Huh7 subclone. The resistance was partially attributed to deregulated Smadsignaling, permanent epithelial-mesenchymal transition-like transformation.Surprisingly enough, removal of TGF-ß from culture medium of continuously treatedHuh7 subclone did not resolve the resistance phenotype in the rescued subclone.Epigenetic regulations mainly histone modifications are considered as candidatemechanisms responsible for irreversible TGF-ß-resistance and maintenance ofmesenchymal-like phenotype. Taken together, our results establish a close linkbetween senescence arrest and anti-tumor activity of TGF-ß signaling pathway inWD cell lines by delineating the mechanisms underlying TGF-ß-induced growtharrest. Moreover, we propose partial explanation for the resistance to TGF-ß-mediated growth arrest in PD cell lines and thoroughly signify the potentialmechanisms of acquired resistance to TGF-ß in continuously treated cultures. Furtherstudies to enlighten our knowledge about implications of TGF-ß signaling in lessdifferentiated HCCs are necessary. As a conclusion, we identify TGF-ß signaling asa potent therapeutic option for well-differentiated early HCCs.
Benzer Tezler
- Functional effects of ATAD2 gene expression in breast cancer
ATAD2 gen ifadesinin meme kanserinde işlevsel etkileri
BUSE NURTEN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. IŞIK YULUĞ
- Roles of senescence escape and epigenetic modifications in liver cancer
Karaciğer kanserinde senesanstan kaçış ve epigenetik modifikasyonların rolleri
GÖKHAN YILDIZ
Doktora
İngilizce
2013
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- Impact of the inflammatory process in the aging brain: Evidence from in vitro and ex vivo models
Yaşlanan beyinde inflamasyon sürecinin etkisi: In vıtro ve ex vıvo modellerinden elde edilen kanıtlar
SERENA SEVDİYE AKTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS
- İnsan prostat kanseri ppc3 hücre hattında proteozom inhibitörlerine karşı geliştirilen direnç mekanizmalarının araştırılması
Investigation of resistance mechanisms developed against proteasome i̇nhi̇bi̇tors in human prostate cancer cell li̇ne pc3
ERTAN KANBUR
Doktora
Türkçe
2022
OnkolojiBursa Uludağ Üniversitesiİmmünoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERAH BUDAK
PROF. DR. AZMİ YERLİKAYA
- Gα proteini susturulmuş arpa bitkilerinde fizyolojik ve moleküler analizler
Physiological and molecular analyses of plants silenced for Gα protein in barley
BURCU KARAHALİL
Doktora
Türkçe
2018
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ GÜREL