Farklı Thermopsis turcica ekstrelerinin HepG2 hücre hatlarında antikanser, sitotoksik, genotoksik mekanizmalarının gen ekspresyon analizleri yöntemiyle değerlendirilmesi
Evaluation of anti-cancerous, cytotoxic, genotoxic mechanisms via gene expression analysis of various extracts from Thermopsis turcica in HepG2 cell line
Yazar: MUHAMMAD MUDDASSIR ALI
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM HAKKI CİĞERCİ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Günümüzde birçok geleneksel tıbbi bitki, farklı kanser türlerini tedavi etmek için yaygın şekilde kullanılmaktadır. Benzer şekilde, birçok Thermopsis türü, geleneksel oryantal ilaçların kaynağı olarak kullanılmaktadır ve tüm dünyada şifalı bitkiler olarak adlandırılmaktadır. Birçok türü dünyanın farklı bölgelerinde endemiktir. Türkiye endemiği olan Thermposis turcica (T. turcica) 'nın genel antioksidan, antibakteriyel ve anti-kanser aktiviteleri açıktır, ancak genotoksisitesi ve gen ekspresyonu analizinde, özellikle karaciğer karsinomasında, HepG2 hücre hattı ile ilgili kapsamlı araştırmalar yapılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışma HepG2 hücre hatlarında T. turcica' nın farklı ekstrelerinin gen ekspresyon analizi yoluyla sitototoksik etkisi MTT yöntemi ile, genototoksik etksisi comet yöntemi ile ve apoptotik mekanizmaları araştırmak üzere tasarlanmıştır. MTT sitotoksisite yönteminde, etil asetat ekstreleri, diğer ekstrelere kıyasla en yüksek sitotoksik etkiyi göstermiştir. Metanol ekstresi, etanol ekstresi ile karşılaştırıldığında yüksek konsantrasyonlarda daha fazla etkiye sahiptir. Su ekstresi ve hekzan ekstresi en az sitotoksik etki göstermiştir. MTT sonuçlarına bağlı olarak sitotoksik ve nonsitotoksik dozları sırasıyla 200 μg/ml ve 50 μg/ml olarak bulunmuştur. Etil asetat ekstresi, sitotoksik konsantrasyonda en yüksek DNA hasarını (22.33±1.52) göstermiştir. En az hasar sırasıyla her iki konsantrasyonda su ekstresinde (8.33±1.73; 4.33±0.57) gözlenmiştir. 200 μg/ml konsantrasyonda tüm gruplar, kontrol grubundan önemli ölçüde farklıydı (P<0.05).  Ekstrelerin tüm konsantrasyonlarında PCBP4, Bax, Bcl-2 ve Bcl-xl genlerinin ifadelerinde baskılanma gözlemlenirken, p53, p21, Siklin D1, NFKB, TRAIL-R1 ve TRAIL-R2 genlerinin ifadelerinde uyarılma gözlemlenmiştir. Kaspaz 3, 8 ve 7, aynı zamanda, baskılanma görülen heksan ve su haricinde, farklı özütlerin tüm dozlarında ifade edilmiştir. DNA tamir genleri sitotoksik olmayan hekzan ekstresi konsantrasyonları ve su ekstresinin her iki konsantrasyonu dışında düzenlenmiştir. T. turcica'nın çeşitli ekstreleri, HepG2 hücrelerinde antikanser aktivitesi ifade ederken etil asetat ekstreleri ise en yüksek sitotoksik ve genotoksik aktiviteye sahiptir.

Abstract:
Nowadays, many traditional medicinal plants are extensively being used to treat different kind of cancers. Similarly, many species of Thermopsis have been used as a source of traditional oriental medicines and considered to be medicinal plants all over the world. Its many species are endemic in different regions of the world, for example, Thermopsis turcica (T. turcica) is endemic to Turkey. Its general anti-oxidant, antibacterial and anti-cancerous activities are evident, but no deep investigations have been observed in term of genotoxictiy and gene expression analysis, especially on liver carcinoma, HepG2 cell line. So, current study was designed to investigate the cytotoxic, genotoxic and apoptotic mechanisms via gene expression analysis of various extracts from T. turcica in HepG2 cell line. In MTT cytotoxicity assay, ethyl acetate extracts showed the highest cytotoxic effect, compared to other extracts. Methanol had more effect at higher concentration compared to ethanol. Water and hexane had the least cytotoxic effects. Depending upon the MTT results, cytotoxic and non-cytotoxic doses were selected as 200 µg/ml and 50 µg/ml, respectively. Ethyl acetate showed the highest DNA damage (22.33+1.52) at cytotoxic concentration. While least was observed in water extract (8.33+1.73; 4.33+0.57) at both concentrations, respectively. All groups were significantly differ (P > 0.05) from the control group at 200 µg/ml concentration. Up regulation of the p53, p21, Cyclin D1, NFKB, TRAIL-R1 and TRAIL-R2 was observed, Whereas, down regulation was observed in PCBP4, Bax, bcl-2 and bcl-xl genes at all concentrations of the  all extracts. Kaspaz 3, 8 and 7 were also expressed at all doses of different extracts, except for the hexane and water, where they were down regulated. DNA repair genes were up regulated except at the non-cytotoxic concentrations of hexane and at both concentrations of water extracts. Various extracts of T. turcica, expressed the anti cancerous activity in the HepG2 cells and ethyl acetate extracts had the highest cytotoxic and genotoxic activity.