| Tez Künye | Durumu | ||
| Evaluation of functional changes in AKR1B1 and AKR1B10 overexpressing colorectal cancer cell lines / AKR1B1 VE AKR1B10 aşırı ifadelenmesinin kolorektal kanser hücre hatları üzerindeki fonksiyonel etkilerinin değerlendirilmesi Yazar:İSMAİL GÜDERER Danışman: PROF. DR. SREEPARNA BANERJEE Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı Konu:Biyoloji = Biology Dizin: | Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2021 107 s. | ||
| Aldo-keto redüktazlar (AKR’ler), çeşitli hücresel metabolizma fonksiyonlarına sahip nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) bağımlı enzimlerdir. AKR1B1 ve AKR1B10, AKR süperailesinde en çok çalışılan enzimlerden ikisidir. AKR1B1, hücredeki fazla glikozu, NADPH’den gelen indirgeyici elektronları kullanarak sorbitole indirger ve AKR1B1 yolaklarının hiperaktivasyonu, oksidatif stres ve hücre ölümü ile ilişkilidir. AKR1B10, glikozun zayıf bir indirgeyicisi olmasına karşın retinol ve diğer birçok ilacı metabolize edebilen ve bu nedenle kanser gelişiminde rol oynayan hayati bir enzimdir. Önceki araştırmamız, kolorektal kanserde yüksek AKR1B1 ve AKR1B10 ifadelenmesinin farklı etkilere sahip olabileceğini göstermiştir. Yüksek AKR1B1 ifadelenmesi, epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) ve güçlü bir proinflamatuar fenotip ile ilişkilendirilirken, AKR1B10’un yüksek ifadelenmesi, besin algılama yolaklarının aktivasyonunu göstermiştir. Fonksiyonel etkileri ve altta yatan hücresel sinyal yolaklarını daha iyi anlamak için, AKR1B1 veya AKR1B10’u endojen olarak ifade etmeyen RKO ve SW480 hücre hatlarında iki enzimin de aşırı ifadelenmesi sağlanmıştır. Fonksiyonel analizler, 2D hücre kültüründe hücresel proliferasyonda önemli bir değişiklik göstermemiştir ve aynı zamanda koloni oluşturma kapasitesinde bir değişiklik gözlemlenmemesi de bunu doğrulamıştır. AKR1B10 aşırı ifade eden hücrelerde, hücre döngüsünün G1 fazında kalmış yüksek sayıda hücrenin olduğu gözlemlenmiştir, bu da hücrelerin serum açlığına karşı daha fazla savunmasızlığa sahip olduğunu göstermiştir. AKR1B10 aşırı ifade eden hücrelere kıyasla AKR1B1 aşırı ifade eden hücreler, önemli ölçüde daha yüksek hücresel hareketlilik göstermiş ve bu da önceki verilerimizi doğrulamıştır. RKO hücrelerinde AKR1B1 ve AKR1B10’u aşırı ifade eden hücrelerin RNA sekanslaması, daha önce yüksek AKR1B1 veya AKR1B10 ifade eden tümör numunelerinde (hem epitel hem de stromal bölmelerden ifadelenmeye sahip) oluşturulan gen ontolojisi (GO) terimlerinin RKO hücrelerinde elde edilen GO terimleriyle örtüştüğünü göstermiştir. Buna bağlı olarak, AKR1B1’i aşırı ifade eden hücreler, ROS ile ilgili süreçlerle önemli ölçüde ilişkilendirilirken, AKR1B10’u aşırı ifade eden hücreler, metabolik ve biyosentetik süreçlerin inhibisyonu ile önemli ölçüde ilişkilendirildi. | |||
| Aldo-keto reductases (AKRs) are nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-dependent enzymes with diverse cellular metabolism functions. AKR1B1 and AKR1B10 are two of the most studied enzymes in the AKR family. AKR1B1 reduces excess glucose into sorbitol using reducing electrons from NADPH, and the hyperactivation of the AKR1B1 pathways is associated with oxidative stress and cell death. AKR1B10 is a poor reductant of glucose but is a vital enzyme that can metabolize retinol and many other drugs and therefore is implicated in cancer development. Our previous research has shown that high expression of AKR1B1 and AKR1B10 in colorectal cancer can have divergent effects. Thus, while high expression of AKR1B1 was associated with a strong epithelial to mesenchymal (EMT) and pro-inflammatory phenotype, high expression of AKR1B10 showed activation of nutrient-sensing pathways. In order to better understand the functional effects and underlying cellular signaling pathways, we overexpressed both enzymes in cell lines RKO and SW480 that do not endogenously express AKR1B1 or AKR1B10. Functional assays showed no significant alterations in cellular proliferation in 2D cell culture, which was also reflected in no alterations in colony formation capacity. AKR1B10 overexpressing cells had a greater vulnerability to serum starvation reflected by a high number of cells arrested in the G1 phase of the cell cycle. AKR1B1 overexpressing cells compared to AKR1B10 overexpressing cells showed significantly higher motility, confirming our previous data. RNA sequencing of AKR1B1 and AKR1B10 overexpressing RKO cells indicated that gene ontology (GO) terms previously established in high AKR1B1 or AKR1B10 expressing tumor samples (that have an expression from both epithelial and stromal compartments) overlapped with the GO terms obtained in RKO cells. Thus, high AKR1B1 overexpressing cells were significantly associated with ROS-related processes, whereas AKR1B10 overexpressing cells were significantly associated with the inhibition of metabolic and biosynthetic processes. | |||