Tümöre yatkın mikroçevrede, kanser sinyal yolakları ile ilişkili SRT2 ve SIRT3 proteinleri ve e-kaderin, β-katenin yüzey adezyon moleküllerinin ekspresyonu ile oksidatif stres üzerine kımızın etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of kumiss on expression levels of cancer signaling pathways associated SIRT2 and SIRT3 proteins, e-cadherin and β-catenin surface adhesion molecules, and oxidative stress in tumor-permissive microenvironment
Yazar: CANAN GÜLMEZ
Danışman: PROF. DR. ONUR ATAKİŞİ
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Yapılan çalışmada bir prokarsinojen olan 1,2-dimetil hidrazin (DMH) ile farelerde oluşturulan tümöre yatkın mikroçevrede, kanser sinyal yollarıyla ilişkili SIRT2 ve SIRT3 proteinleri ve E-kaderin, β-katenin yüzey adezyon proteinlerinin ekspresyonu ile oksidatif stres üzerine kımızın etkisinin araştırılması amaçlandı. Çalışmada 40 adet BALB/C türü erkek fare, kontrol, kımız, DMH ve kımız+DMH olmak üzere dört gruba ayrıldı. Deney gruplarındaki farelere 20 mg/kg dozda, 20 hafta boyunca DMH haftada bir kez intraperitoneal uygulandı. Deneme süresince farelerin günlük 2x108 kob/mL bakteri kolonisi içeren kımız almaları sağlandı. Deney sonunda farelerden kan, karaciğer, kolon ve böbrek doku örnekleri alındı. Alınan plazma numunelerinde 8-hidroksi-2-deoksiguanozin (8-OHdG) ve adenozin deaminaz (ADA) ölçümleri gerçekleştirildi. Doku örneklerinde, western blotlama ile E-kaderin, β-katenin, SIRT2 ve SIRT3 proteinlerinin ekspresyonu düzeyleri, SIRT2 ve SIRT3 proteinlerinin immunlokalizasyonu ve spektrofotometrik olarak redükte glutatyon, total antioksidan kapasite (TAK) ve total oksidan kapasite (TOK) düzeyleri belirlendi. Yapılan çalışmada DMH uygulaması ile plazma 8-OHdG düzeyi ve karaciğer, böbrek ve kolon dokuları oksidatif stres indeksi (OSİ) ve TOK düzeylerinin arttığı, redükte glutatyon ve TAK düzeylerinin önemli şekilde azaldığı tespit edildi (P<0.001). Kımız takviyesi OSİ ve TOK düzeylerini azaltırken, redükte glutatyon ve TAK düzeylerini önemli şekilde artırdı (P<0.001). Plazma ADA aktivitesinin DMH grubunda arttığı, kımız takviyesi ile önemli şekilde azaldığı gözlemlendi (P<0.001). DMH grubu E-kaderin, β-katenin, SIRT2 ve SIRT3 proteinleri ekspresyon düzeyleri tüm dokularda önemli şekilde azaldığı tespit edildi (P<0.05). Kımız takviyesi ile karaciğer ve kolon dokuları E-kaderin, β-katenin, SIRT2 ve SIRT3 protein ekspresyon düzeyleri ve böbrek dokusu E-kaderin, β-katenin protein ekspresyon düzeylerinin önemli şekilde arttığı saptandı (P<0.05). Mitokondriyal lokasyonlu olarak bilinen SIRT3'ün protein ekspresyon düzeyinin kımız grubunda diğer gruplardan farklı şekilde karaciğer, kolon ve böbrek dokularının hücre çekirdeklerinde arttığı tespit edildi. Aynı zamanda kımız verilen grupta SIRT2'nin hücre içi lokasyonlarında da farklılıklar gözlemlendi.
Sonuç olarak; DMH uygulaması ile E-kaderin, β-katenin, SIRT2 ve SIRT3 protein ekspresyon düzeylerinin azalması ve antioksidan sistemin bozulması, DNA hasarı ve oksidatif stresi artırarak tümör oluşumunu tetikliyebileceği, kımızın ise tümör oluşumuna yatkın mikroçevrede kanser sinyal yollarında görevli bu moleküllerin ekspresyonlarını düzenleyerek koruyucu bir etki gösterebileceği kanısına varıldı. SIRT2 ve SIRT3 lokasyonundaki değişiklikler ve kanser oluşumu arasındaki moleküler ilişkinin aydınlatılması ilerde yeni tıbbi tedavilerin geliştirilmesi açısından önem oluşturabilir.

Abstract:
In study, it was aimed to investigate the effects of kumiss on the expression of SIRT2 and SIRT3 proteins and E-cadherin, β-catenin surface adhesion proteins, and oxidative stress in tumor permissive microenviroment which had been induced by 1,2-dimethyl hydrazine (DMH), a procarcinogen in mice. Forty BALB/C male mice were divided into four groups as control, kumiss, DMH and kumiss+DMH. DMH was administered intraperitoneally to mice in the experimental groups at a dose of 20 mg/kg once a week for 20 weeks. During the experiment, mice were allowed to receive a daily dose of 2x108 cfu/mL bacterial colonies. At the end of the regimen, blood, liver, colon and kidney tissue samples were collected. Plasma samples were used for the measurements of 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) and adenosine deaminase (ADA). In tissue samples, expression levels of E-cadherin, β-catenin, SIRT2 and SIRT3 proteins by western blotting, immunolocalizations of SIRT2 and SIRT3 proteins, and spectrophotometric reduced glutathione, total antioxidant capacity (TAC) and total oxidant capacity (TOC) levels were determined. In the study, it was determined that plasma 8-OHDG level and oxidative stress index (OSI) and TOC levels in liver, kidney and colon tissues were increased, reduced glutathione and TAC levels were significantly decreased with DMH administration (P<0.001). Reduced glutathione and TAC levels were significantly increased while the decrease in the levels of OSI and TOC with kumiss was enhanced (P<0.001). It was observed that plasma ADA activity increased in DMH group and decreased with kumiss (P<0.001). Expression levels of E-cadherin, β-catenin, SIRT2 and SIRT3 proteins in DMH group were decreased in all tissues (P<0.05). In the liver and colon tissues, E-cadherin, β-catenin, SIRT2 and SIRT3 proteins expression levels and in kidney tissue E-cadherin, β-catenin protein expression levels were found to be increased with kumiss (P<0.05). SIRT3, a mitochondrial protein, was increased in nuclei of liver cells, colon and kidney tissues in kumiss treated group which was different from other groups. Some differences were also observed in SIRT2 intracellular locations with kumiss reinforcement. 
As a result, reduction of E-cadherin, β-catenin, SIRT2 and SIRT3 protein expression levels and deterioration of the antioxidant system by DMH administration, increasing DNA damage and oxidative stress can trigger tumor formation. It was concluded that the kumiss may show a protective effect by regulating the expression of these molecules involved in the cancer signal pathways in this tumor-permissive microenvironment. The elucidation of the molecular relationship between changes in SIRT2 and SIRT3 locations and cancer formation may be of importance in the future for the development of new medical treatments.