Dnaja1 ve dnaja2 genlerinin meme kanserindeki ifadeleri ve genetik/epigenetik alterasyonları
Expression and genetic/epigenetic alterations of dnaja1 and dnaja2 genes in breast cancer
Yazar: FURKAN ÇELEBİ İLERİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGA ACUN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Genetik = Genetics ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Epigenetik = Epigenetic ; Meme kanseri =

Özet:
Kadınlarda en sık görülen kanser türü olan meme kanserini hedef alan biyobelirteçlerin ve anti-kanser ilaç hedeflerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, Isı Şoku Proteinleri (Heat-Shock Proteins, HSP) ailesinden DNAJA1 ve DNAJA2 genlerinin meme kanserindeki ifade düzeyleri ve genetik/epigenetik alterasyonları araştırıldı. DNAJA1 ve DNAJA2, kanserleşme ile ilişkilendirilmiş ama meme kanserlerinde daha önce çalışılmamış genlerdir. Bu çalışmada, meme hücre hatlarında ve meme kanseri klinik örneklerindeki DNAJA1 ve DNAJA2 ifadesi, Q-RT-PCR, semi-kantitatif RT-PCR, UALCAN web aracı ve immunohistokimya yöntemleri ile araştırıldı. Ardından, bu genlerin meme kanseri hastalarındaki genetik alterasyonları Sanger-COSMIC veri tabanında incelendi. İncelenen genlerin promotor metilasyonu gibi epigenetik etmenlerle regüle edilip edilmediği, birleşik bisülfit restriksiyon analizi (COBRA) yöntemi ve in-siliko araçlarla (UALCAN, Morpheus) araştırıldı. Çalışma sonunda, DNAJA1 geninin mRNA ifadesinin, meme hücre hatlarında regüle olduğu bulunmuştur. DNAJA1 mRNA ifadesi tümör örneklerinde (n=1097) normal örneklere (n=114) göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (P<1e-12). DNAJA1 protein ifadesi invaziv duktal karsinoma örneklerinde (n=115), normal meme örneklerine (n=26) kıyasla anlamlı oranda daha sık görülmektedir (P<0,0001). DNAJA1 mRNA ifadesi meme kanseri hastalarında zayıf tam-sağ kalım (n=1402), nüksetmeden sağ kalım (n=3955) ve uzak metastazsız sağ kalım (n=1747) ile ilişkili bulunmuştur (sırasıyla; P=0,00027, P=2e-14, P=9,2e-05). Meme kanseri klinik örneklerinde DNAJA1 geninin genetik alterasyonları nadirdir. Meme hücre hatlarında ve klinik örneklerde DNAJA1 promotor bölgesi hipometiledir. Meme hücre hatları arasında DNAJA2 mRNA ifadesinde dikkate değer bir fark gözlenmedi. DNAJA2 mRNA ifadesi tümör örneklerinde (n=1097) normal örneklere (n=114) göre anlamlı olarak düşük bulunmuştur (P=4.36e-05). DNAJA2 protein ifadesine ise hem invaziv duktal karsinoma örneklerinde (n=115), hem de normal meme örneklerinde (n=21) sık rastlanmıştır (sırasıyla, %90,48; %88,7). DNAJA2 mRNA ifadesi meme kanseri hastalarının tam sağ kalım (n=626) ve nüksetmeden sağ kalımları (n=1764) için olumsuzdur (sırasıyla; P=0,047, P=0,00033). Meme kanseri klinik örneklerinde DNAJA2 geninin genetik alterasyonları nadirdir. DNAJA2 promotor bölgesi meme hücre hatlarında ve meme kanseri klinik örneklerinde hipometiledir. Sonuç olarak, DNAJA1 geni meme kanserinde fazla ifade olmaktadır ve hasta sağ kalımı için olumsuzdur. Bu bakımdan DNAJA1 ifadesi prognostik biyobelirteç olarak kullanılabilir. DNAJA1 geni, promotor metilasyonu dışında başka bir epigenetik mekanizma ile regüle ediliyor olabilir. DNAJA2 mRNA ifadesi meme kanserinde prognostik öneme sahiptir. Meme kanserinde DNAJA2 genetik alterasyonları nadirdir ve promotor hipometilasyonu yolu ile regüle ediliyor olabilir. DNAJA1 ve DNAJA2 genlerinin meme karsinogenezindeki rollerini daha iyi anlamak için yüksek hasta sayılı klinik çalışmalara ve fonksiyonel çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
It is particularly important to determine the biomarkers and anti-cancer drug targeting breast cancer, which is the most common cancer type in women. In this study, the expression levels and genetic / epigenetic alterations of DNAJA1 and DNAJA2 genes from the Heat Shock Proteins (HSP) family were investigated. DNAJA1 and DNAJA2 are the genes which have been associated with cancer but have not been studied in breast cancers. In this study, DNAJA1 and DNAJA2 expression in breast cell lines and breast cancer clinical samples were investigated by Q-RT-PCR, semi-quantitative RT-PCR, UALCAN web tool and immunohistochemistry methods. Genetic alterations of these genes in breast cancer patients were then examined in the Sanger-COSMIC database. Whether the genes examined were regulated by epigenetic factors such as promoter methylation, was investigated by combined bisulfite restriction analysis (COBRA) method and in-silico tools (UALCAN, Morpheus). At the end of the study, the mRNA expression of the DNAJA1 gene is found to be regulated in the breast cell lines. DNAJA1 mRNA expression was significantly higher in tumor samples (n=1097) than in normal samples (n=114) (P<1e-12). DNAJA1 protein expression is significantly more common in invasive ductal carcinoma specimens (n=115) than normal breast specimens (n=26) (P <0.0001). DNAJA1 mRNA expression is associated with poor overall survival (n=1402), relapse-free survival (n=3955) and distant metastasis-free survival (n=1747) in breast cancer patients, (P=0,00027, P=2e-14, P=9,2e-05). Genetic alterations of the DNAJA1 gene are infrequent in clinical breast cancer samples. Promoter region of the DNAJA1 gene is hypomethylated in breast cell lines and clinical breast cancer samples. There is no notable difference observed in DNAJA2 mRNA expression among the breast cell lines. DNAJA2 mRNA expression was significantly lower in tumor samples (n=1097) compared to normal samples (n=114) (P=4.36e-05). DNAJA2 protein expression was frequently observed in both invasive ductal carcinoma samples (n=115) and normal breast samples (n=21) (90.48%, 88.7%, respectively). DNAJA2 mRNA expression is unfavorable for overall-survival (n=626) and relapse-free survival (n=1764) in breast cancer patients (P=0.047, P=0.00033; respectively). Genetic alterations of the DNAJA2 gene is uncommon in breast cancer clinical samples. Promoter region of the DNAJA2 gene is hypomethylated in breast cell lines and clinical breast cancer samples.  As a result, the DNAJA1 gene is overexpressed in breast cancer and unfavorable for survival. In this regard, DNAJA1 expression can be used as a prognostic biomarker. The DNAJA1 gene could be regulated by an epigenetic mechanism other than promoter methylation. DNAJA2 mRNA expression has prognostic significance in breast cancer. Genetic alterations of DNAJA2 is rare in breast cancer and it could be regulated by promoter hypomethylation. Clinical and functional studies with a larger cohort is needed to better understand the role of DNAJA1 and DNAJA2 genes in breast carcinogenesis.