Investigating changes in mRNA expression levels in terpinolene-treated breast cancer cells
Terpinolen uygulanan meme kanseri hücrelerinde anlatım düzeyleri değişen mRNA moleküllerinin araştırılması
- Tez No: 983590
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CENK KIĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Monoterpenler, mRNA, Monoterpenes, mRNA
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bitki kaynaklı ikincil metabolitler, özellikle kanser tedavisinde erişilebilirlikleri, maliyetleri ve geniş biyolojik etkinlikleri nedeniyle giderek artan farmakolojik potansiyelleriyle tanınmaktadır. Terpinolen, çeşitli aromatik bitkilerin uçucu yağlarında bulunan bir monoterpendir. MCF-7 meme kanseri hücrelerinde antiproliferatif etkiler gösterdiği ve oksidatif stresi artırdığı bildirilmiştir. Bununla birlikte, moleküler hedefleri ve altta yatan etki mekanizmaları hâlen yeterince anlaşılamamıştır. Bu boşluğu gidermek amacıyla, terpinolenin MCF-7 hücrelerinde neden olduğu transkriptomik değişiklikleri tanımlamak için RNA dizileme (RNA-seq) tekniği kullandık. Terpinolen uygulaması, 48 saat sonunda IC25 ≈ 650 μM ve IC50 ≈ 837.25 μM ile doza bağlı sitotoksisiteye yol açtı. Transkriptomik profilleme için, hücre ölümünü en aza indirmek ve erken gen ifade değişimlerini yakalamak üzere IC25 konsatrasyonu seçildi. Kalite kontrol ve normalizasyonun ardından yapılan diferansiyel ifade analizi, sekiz anlamlı geni ortaya koydu (düzeltilmiş p < 0.05, |log2FC| > 1). RT-qPCR doğrulaması, PHGDH, ASNS, GDF15, CDKN1A (p21) ve PCK2'nin anlatımlarıın arttığını, BIRC3'ün ise anlatımının azaldığını doğruladı. İşlevsel zenginleştirme analizi, farklı ifade edilen genlerin hücresel stres adaptasyonuyla ilişkili biyolojik süreçlerle anlamlı biçimde bağlantılı olduğunu gösterdi; bunlar arasında besin yanıtı, amino asit metabolizması ve hücre dışı uyaranlara yanıt yer aldı. Yolak analizi ayrıca p53 tarafından düzenlenen transkripsiyonel programların, hücre döngüsü kontrol noktası düzenlemesinin ve entegre stres yanıtı (ISR) sinyallemesinin zenginleştiğini ortaya koydu. PHGDH ve ASNS'nin anlatımlarının artması, redoks dengesini desteklemek ve endoplazmik retikulum (ER) stresine uyumu sağlamak üzere amino asit metabolizmasının etkinleştirildiğine işaret ederken, CDKN1A (p21)'in indüksiyonu p53 ile ilgili yolakta hücre çevrimi ve büyümenin durması ile ilgili yolların aktive edildiğini vurgulamaktadır. Benzer şekilde, GDF15 ve PCK2'deki artış mitokondriyal ve sistemik stres adaptasyonunu yansıtmaktadır. Buna karşılık, BIRC3'ün aşağı düzenlenmesi anti-apoptotik sinyallemenin ve proteostaz düzenlemesinin azaldığını göstermektedir. Bu bulgular, pro-apoptotik yanıtlarla tutarlıdır. Görece küçük ancak yüksek derecede tutarlı transkripsiyonel değişiklik kümesi, terpinolenin stres yanıtlı ağların seçici modülasyonu yoluyla etki gösterdiği hipotezini desteklemektedir. Bu içgörüler, terpinolenin insan kanser hücrelerindeki moleküler etkisine ilişkin ilk transkriptomik kanıtları sunmakta ve bileşiğin meme kanserinde stres adaptasyonu ve hayatta kalma sinyallemesini hedefleyen doğal bir aday olarak potansiyelini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Plant-derived secondary metabolites are increasingly recognized for their pharmacological potential, particularly in cancer therapy due to their accessibility, cost-effectiveness, and diverse bioactivities. Terpinolene, a monoterpene abundant in essential oils of several aromatic plants, suppresses proliferation and elevates oxidative stress in MCF-7 breast cancer models. However, molecular targets and the underlying mode of action are not fully elucidated. To address this gap, we employed RNA sequencing (RNA-seq) to characterize transcriptomic alterations induced by terpinolene in MCF-7 cells. Treatment with terpinolene resulted in dose-dependent cytotoxicity (IC25 of ~650 μM and IC50 of ~837.25 μM after 48 h). For transcriptomic profiling, the IC25 concentration was chosen to minimize excessive cell death and capture early gene expression changes. Following quality control and normalization, differential expression analysis revealed a focused set of eight genes (adjusted p < 0.05, |log2FC| > 1). Validation by RT-qPCR confirmed upregulation of PHGDH, ASNS, GDF15, CDKN1A, and PCK2 and the downregulation of BIRC3. Functional enrichment analysis demonstrated that the differentially expressed genes were significantly associated with biological processes linked to cellular stress adaptation, including nutrient response, amino acid metabolism, and extracellular stimulus response. Pathway analysis further revealed enrichment in p53-regulated transcriptional programs, cell cycle checkpoint regulation, and integrated stress response signaling. Upregulation of PHGDH and ASNS suggests activation of amino acid metabolism to support redox balance and ER stress adaptation, while induction of CDKN1A (p21) highlights activation of growth arrest pathways downstream of p53. Similarly, increased expression of GDF15 and PCK2 reflects mitochondrial and systemic stress adaptation. In contrast, downregulation of BIRC3 indicates a reduction in anti-apoptotic signaling and proteostasis regulation. These findings are consistent with pro-apoptotic responses. The relatively small but highly consistent set of transcriptional changes supports the hypothesis that terpinolene acts through selective modulation of stress-responsive networks. These insights provide the first transcriptomic evidence of terpinolene's molecular impact in human cancer cells and highlight its potential as a natural compound targeting stress adaptation and survival signaling in breast cancer.
Benzer Tezler
- Larenks kanserli hastalarda GNG7 geninin ekspresyon ve metilasyon seviyelerinin incelenmesi
Investigation of expression and methylation levels of GNG7 gene in patients with larynx cancer
CANSU ÖZKÖKLEŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Onkolojiİstanbul ÜniversitesiTemel Onkoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA DEMOKAN
- Behçet hastalığında dna hasarları ve OGG1 gen ifade düzeyleri
DNA damages and OGG1 gene expression levels in behcet's disease
İREM DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Tıbbi Biyolojiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÜVEN
- Kronik inflamatuar demiyelinizan polinöropati hastalarında periferik kan ve cilt biyopsisinde b lenfosit sitokin ekspresyon değişikliklerinin terapötik ve prognostik biyobelirteç olarak önemleri
Circulating b cell subsets and cytokine gene expression levels in peripheral blood and skin biopsy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy
AYŞE NUR ÖZDAĞ ACARLI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Nörolojiİstanbul ÜniversitesiNöroloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA YEŞİM PARMAN
- Investigating the role of Sacsin in glial intermediate filament organization and inflammatory signaling during early zebrafish (Danio Rerio) development
Sacsin'in glial ara filament organizasyonu ve inflamatuar sinyal yolağındaki rolünün erken dönem zebrafish gelişiminde araştırılması
NACİYE BOZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Nörolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS
- Effect of a diet rich in olive oil phenolics on age-related changes in mouse model of ageing and HPLC analysis of olive oil phenolics with electrochemical detector
Zeytinyağı fenoliklerince zengin diyetin yaşlanması hızlandırılmış fare modelinde yaşlanmaya bağlı değişiklikler üzerine etkisi ve zeytinyağındaki fenolik maddelerin elektrokimyasal dedektör ile HPLC analizi
BANU BAYRAM
Doktora
İngilizce
2011
Beslenme ve Diyetetikİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERAAT ÖZÇELİK
PROF. DR. GERALD RİMBACH