Glioblastoma kök hücrelerinde er stres sensör protein IRE1-RNaz aktivitesi ile düzenlenen miRNA'ların belirlenmesi
Identification of miRNAs regulated by er stress sensor protein IRE1 RNase activity in glioblastoma stem cells
- Tez No: 999594
- Danışmanlar: PROF. DR. ASUMAN SUNGUROĞLU, DOÇ. DR. PELİN TELKOPARAN AKILLILAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Glioblastoma multiforme (GBM), merkezi sinir sisteminin en yaygın malign tümörüdür. Endoplazmik retikulum (ER), kalsiyum depolama, protein sentezi ve lipit metabolizması gibi hücresel işlevlerde önemli bir rol oynamaktadır. Hipoksi, besin yoksunluğu, kalsiyum homeostazının bozulması ve pH farklılıkları gibi hücresel stresler, protein katlanmasının doğru şekilde yapılamamasına neden olur. Bu stres faktörleri ER lümeninde katlanmamış ve yanlış katlanmış protein birikimine neden olur. Bu durum Katlanmamış Protein Yanıtını (KPY) tetikler. Homeostatik koşullarda immünoglobulin ağır zincir bağlayıcı protein (BİP), stres sensör proteinlerine bağlıdır ve proteinleri inaktif formda tutar. ER stresinde BİP stres sensör proteinlerden ayrılır ve proteinler aktive olur. KPY, ER stresini hafifletmek için şaperon protein transkripsiyonunu arttırarak proteinlerin katlanmasını sağlar. KPY sırasında inositol gerektiren enzim 1α (IRE1α), çift zincir RNA ile aktive edilen protein kinaz (PKR) – benzeri ER kinaz (PERK) ve aktive edici transkripsiyon faktörü 6 (ATF6) olmak üzere üç stres sensör proteini aktive edilir. IRE1α, sitozolik serin/treonin kinaz ve endoribonükleaz (RNaz) alanlarına sahiptir. Bu alanlar IRE1'in oligomerizasyonu ve otofosforilasyonuyla aktive edilir. RNAz alanı, X-box bağlayıcı protein 1 (XBP1) haberci RNA (mRNA)'sından 26 nükleotidlik intronu keser. Kesimlenen XBP1, aktif transkripsiyon faktörü sXBP1, nükleusa giderek hedef genleri düzenler. IRE1'in RNaz aktivitesinin baskılanması XBP1'in kesimlenmesini engeller. Bu sayede XBP1'in tümör hücrelerindeki hipoksi ve anjiyogeneze karşı adaptasyon sağlayarak tümör hücresinin gelişimi üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. Bu durum çeşitli kanser türlerinin ilerlemesini azaltmıştır. MikroRNA'lar (miRNA), 17-24 nükleotid uzunluğundaki RNA sınıfıdır. MiRNA'lar hedefledikleri mRNA'nın 3′ çevrilmemiş bölgesine bağlanarak gen ifadesini düzenler. Kanser ve çeşitli hastalıklarda miRNA'ların ifade düzeyleri değişmektedir. miRNA'lar kanserde hedefledikleri gene ve doku tipine bağlı olarak farklı işlevlerde olabilirler. Tümör baskılayıcı veya onkomir olarak görev yaparlar. miRNA, tümör baskılayıcı bir geni hedefleyerek kanser oluşumuna katkı sağlarken, onkogeni baskılayarak tümör gelişimini engeller. CD24, hücre yüzeyinde bulunan bir proteindir ve solid tümörlerde kanser kök hücre belirteci olarak tanı ve prognozda kullanılmaktadır. Yapılan bir çalışmada U87 GBM hücrelerinde, IRE1'in inhibisyonu sonucunda hipoksinin CD24 gen ifadesi üzerindeki etkinin ortadan kaldırıldığı gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında sağlıklı glial hücre hattı HMC3, GBM“bulk”hücre hattı U87 WT ve GBM“kök hücre”hattı U87 CD24 thapsigargin (TG) ajanı ile ER stresi aktive edilmiştir. Ardından 4μ8c ajanı ile IRE1 RNaz aktivasyonu inhibe edilmiştir. Ters transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) yapılmıştır. Örnekler agaroz jel elekroforezinde görüntülenmiştir. ER stresin aktive edilip, IRE1 RNaz aktivitesinin inhibe edildiği gösterilmiştir. In silico biyoinformatik platformlarda bulunan miRNA verilerinin analizi sonucunda hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p ve hsa-miR-130b-3p miRNA'ları belirlenmiştir. IRE1 RNaz inhibisyonu sonucu belirlenen miRNA'ların ifade değişimleri qRT-PCR yapılarak tespit edilmiştir. hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p ve hsa-miR-130b-3p miRNA'larının hedef genleri biyoinformatik platformlar kullanılarak belirlenmiştir. Siklin bağımlı kinaz inhibitörü 1A (P21), fosfataz ve tensin homoloğu (PTEN), son of sevenless 2 (SOS2), kalmodulin 2 (CALM2) ve siklin D1(CCND1) hedef genlerinin IRE1 RNaz inhibitörü uygulandığındaki ifade değişimi qRT-PCR yapılarak belirlenmiştir. Ayrıca apoptotik etkisini belirlemek için B Hücreli Lenfoma 2 (BCL2) ile İlişkili X Proteini (BAX) genlerinin ifade analizleri yapılmıştır. ER stres sinyal yolaklarındaki PERK, C/EBP Homolog Proteini (CHOP), ATF6 ve şaperon proteini GRP78 genlerinin qRT-PCR ile ifade analizleri yapılmıştır. Bu tez çalışmasında GBM'de ER stres yolağını hedefleyen IRE1 RNaz inhibitörü kullanarak IRE1'in RNaz aktivitesi ile düzenlenen miRNA'ların ve bu miRNA'ların hedef genlerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında, hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p ve hsa-miR-130b-3p miRNA'ları ile CD24-IRE1-GBM ilişkisi ilk kez ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common malignant tumor of the central nervous system. The endoplasmic reticulum (ER) plays a critical role in cellular functions such as calcium storage, protein synthesis, and lipid metabolism. Cellular stress conditions, including hypoxia, nutrient deprivation, disruption of calcium homeostasis, and pH imbalance, lead to improper protein folding. These stress factors result in the accumulation of unfolded and misfolded proteins within the ER lumen, thereby triggering the Unfolded Protein Response (UPR). Under homeostatic conditions, the immunoglobulin heavy chain–binding protein (BiP) is bound to ER stress sensor proteins, maintaining them in an inactive state. During ER stress, BiP dissociates from these sensor proteins, leading to their activation. The UPR alleviates ER stress by increasing the transcription of chaperone proteins, thereby promoting proper protein folding. During the UPR, three major ER stress sensor proteins are activated: inositol-requiring enzyme 1α (IRE1α), protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase (PERK), and activating transcription factor 6 (ATF6). IRE1α possesses cytosolic serine/threonine kinase and endoribonuclease (RNase) domains, which are activated through oligomerization and autophosphorylation of the protein. The RNase domain excises a 26-nucleotide intron from the messenger RNA (mRNA) of X-box binding protein 1 (XBP1). The spliced form of XBP1, sXBP1, functions as an active transcription factor and translocates to the nucleus, where it regulates the expression of target genes. Inhibition of the RNase activity of IRE1 prevents the splicing of XBP1. Consequently, the role of XBP1 in promoting tumor cell adaptation to hypoxia and angiogenesis is abolished, thereby suppressing its effects on tumor cell development. This mechanism has been shown to reduce the progression of various cancer types. MicroRNAs (miRNAs) are a class of RNA molecules approximately 17–24 nucleotides in length. miRNAs regulate gene expression by binding to the 3′ untranslated region (3′ UTR) of their target mRNAs. Alterations in miRNA expression levels have been observed in cancer and various other diseases. Depending on the target gene and tissue type, miRNAs may exert different biological functions in cancer, acting either as tumor suppressors or oncomiRs. While miRNAs can contribute to tumorigenesis by targeting tumor suppressor genes, they may also inhibit tumor development by suppressing oncogenes. CD24 is a cell surface protein and is used as a cancer stem cell marker for diagnosis and prognosis in solid tumors. In a previous study, it was demonstrated that inhibition of IRE1 abolished the effect of hypoxia on CD24 gene expression in U87 glioblastoma multiforme (GBM) cells. In this thesis, endoplasmic reticulum (ER) stress was induced using thapsigargin (TG) in the healthy glial cell line HMC3, the GBM“bulk”cell line U87 WT, and the GBM“stem cell”line U87 CD24. Subsequently, IRE1 RNase activity was inhibited using the 4μ8C agent. Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed, and the samples were visualized by agarose gel electrophoresis. Activation of ER stress and inhibition of IRE1 RNase activity were confirmed. As a result of in silico bioinformatic analyses of miRNA datasets, hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p, and hsa-miR-130b-3p were identified. Expression changes of these miRNAs following IRE1 RNase inhibition were determined by qRT-PCR. The target genes of hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p, and hsa-miR-130b-3p were predicted using bioinformatic platforms. The expression changes of the target genes cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (p21), phosphatase and tensin homolog (PTEN), son of sevenless homolog 2 (SOS2), calmodulin 2 (CALM2) and cyclin D1 (CCND1) following IRE1 RNase inhibitor treatment were analyzed by qRT-PCR. In addition, expression analyses of BCL2-associated X protein (BAX) and B-cell lymphoma 2 (BCL2) genes were performed to evaluate apoptotic effects. Furthermore, the expression levels of PERK, C/EBP homologous protein (CHOP), ATF6, and the chaperone protein GRP78 involved in ER stress signaling pathways were analyzed by qRT-PCR. This thesis aimed to investigate microRNAs regulated by the RNase activity of IRE1 and the target genes of these microRNAs in glioblastoma multiforme (GBM) by using an IRE1 RNase inhibitor targeting the endoplasmic reticulum (ER) stress pathway. In this study, the relationship between hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-34b-3p, and hsa-miR-130b-3p microRNAs and the CD24–IRE1–GBM axis was demonstrated for the first time.
Benzer Tezler
- Vismodegib uygulamasının glioblastom ve glioblastom kök hücrelerinde katlanmamış protein yanıtı mekanizması üzerinde oluşturacağı etkinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of vismodegib administration on the unfolded protein mechanism of glioblastoma cells and glioblastoma stem cells
GİZEM SAYAN
- Glioma hücrelerinde SIRT1 ve HSF1 etkileşiminin incelenmesi
Investigation of SIRT1 and HSF1 interactions in Glioma cells
İREM ÖĞÜTCÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EVREN ÖNAY UÇAR
- Glioma hücrelerinde rosmarinik asitin antikanser moleküler mekanizmalarının araştırılması
Investigation of anticancer molecular mechanisms of rosmarinic acid in glioma cells
ASLIHAN ŞENGELEN
Doktora
Türkçe
2023
Onkolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EVREN ÖNAY UÇAR
- Glioblastoma tedavisinde kombin ilaç yüklü katmanlı nanolif yüzeylerin tasarımı ve kullanılabilirliğinin analizi
Design and analysis of usability of combined drug loaded layered nanofiber surfaces in glioblastoma treatment
MELİS ERÇELİK
Doktora
Türkçe
2024
GenetikBursa Uludağ ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERRİN TUNCA
- Glioblastoma CD133 kanser kök hücrelerinde yeni yüzey belirteçlerinin araştırılması
Investigation of new cell surface biomarkers in glioblastoma CD133 cancer stem cells
MERVE GÜLSEN BAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Tıbbi BiyolojiAnkara ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN SUNGUROĞLU