Meme kanser hücrelerinde SIK1 ve SIK2 bağlamında metforminin antikanser etkisinin araştırılması
Investigation of anticancer effect of metformin in breast cancer cells in relation to SIK1 and SIK2
Yazar: ESER YENEN
Danışman: PROF. DR. ABDULKERİM BEDİR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Metformin = Metformin ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Transforme edici büyüme faktörü-beta = Transforming growth factor-beta

Özet:
Amaç: Meme kanseri, kadınlarda kanserden ölüm nedenleri arasında önemli bir yere sahiptir. Metformin kullanımının düşük kanser riski ile ilişkisi epidemiyolojik çalışmalarla gösterilmiştir. Metforminin bu etkisini LKB1 üzerinden AMPK aktivasyonunu düzenleyerek gösterdiği düşünülmektedir. SIK1 ve SIK2 enzimleri de AMPK-ilişkili kinazlar grubunda yer alıp LKB1 tarafından fosforilasyon yoluyla aktive edilmektedirler.Bu genlerin ürünleri TGF-β-smad sinyal yolunu negatif olarak etkilemektedir.Biz de metforminin LKB1 üzerinden SIK1 ve SIK2 gen ekspresyonunu artırmak suretiyle CREB aktivitesini baskılayarak ve/veya TGF-β-Smad sinyal yolunu etkilediğini düşünmekteyiz. Bu nedenle, invaziv ve non-invaziv MCF-7 hücrelerinde metforminin SIK1 ve SIK2 genleri üzerine etkisini araştırmayı amaçladık. 
Materyal ve Metot: Uygun ortamda kültüre edilen MCF-7 hücrelerine 1.25 mM, 2.5mM ve 20 mM metformin ve invaziv MCF-7 hücreleri oluşturmak için bu dozların TGF-β ile kombinasyonları uygulandı. 24 saat sonra hücrelerden RNA izolasyonu ve cDNA sentezi yapıldı. GAPDH referans gen olmak üzere SIK1 ve SIK2 genleri için Q-PCR yapıldı.
Bulgular: Non-invaziv MCF-7 hücrelerine 1,25 mM, 2,5 mM, ve 20 mM Metformin uygulandığında SIK1 gen ekspresyonunda sırasıyla 1,359 (P=0,237), 1,772 (P=0,011) ve 3,375 (P=0,001) kat artış görüldü. Bu dozlar SIK2 gen ekspresyonunda ise sırasıyla 1,485 (P=0,079), 1,561 (P=0,017), 3,260 (P=0,001) kat artışa neden oldu. İnvaziv MCF-7 hücrelerinde ise bu dozlar SIK1 gen ekspresyonunda sırasıyla 3,470 (P=0,004), 3,655 (P=0,001), 3,965 (P=0,001) kat, SIK2 gen ekspresyonunda ise sırasıyla 1,860 (P=0,006), 2,358(P=0,006), 3,488 (P=0,007) kat anlamlı bir artışa neden oldu.
Sonuç: SIK gen ekspresyonu TGF-β reseptör sinyalinin bir negatif regülatörü olarak artış göstermektedir. Metformin hem non-invaziv hem de invaziv MCF-7 hücrelerinde doza bağımlı olarak SIK1 ve SIK2 gen ekspresyonunu artırmıştır. Ancak her iki hücrede de SIK1 geni SIK2'ye göre metforminden daha fazla etkilenmiştir. Bu sonuçlar ışığında TGF-β sensitif farklı kanser türlerinde metforminin SIK1 ve SIK2 genleri üzerine etkisinin araştırılması kanser tedavisi için yeni kapılar açacaktır.
Anahtar Kelimeler: MCF-7; TGF-β; metformin; SIK1; SIK2

Abstract:
Aim: Breast cancer has a significant place among the causes of death in cancer diagnosed women. The relationship between Metformin usage and low cancer risk has been shown in epidemiological studies. This effect of Metformin is considered via regulating the activation of AMPK through LKB1. AMPK-related kinase enzymes SIK1 and SIK2 are activated via phosphorylation by LKB1. These gene products negatively affect the TGF-β-Smad signaling pathway. We consider that metformin suppresses activity of CREB through LKB1 by increasing the SIK1 and SIK2 gene expression and/or affecting TGF-β-Smad signaling pathway. Therefore, we aimed to investigate the effects of metformin on SIK1 and SIK2 genes in invasive and non-invasive MCF-7 cells.
Material and Method: 1.25 mM, 2.5 mM and 20 mM Metformin and TGF-β combination of these doses to form invasive formation, were administered to properly cultured MCF-7 cells. After 24 hours, RNA was isolated from cells and then cDNA synthesis was performed. Q-PCR was performed for SIK1 and SIK2 genes with GAPDH reference gene.
Results: After 1.25 mM, 2.5 mM, and 20 mM Metformin administration to non-invasive MCF-7 cells, SIK1 gene expression respectively 1.359 (P=0.237), 1.772 (P=0.011) and 3.375 (P=0.001) fold increase was observed. For SIK2 gene expression, respectively 1.485 (P=0.079), 1.561 (P=0.017), 3.260 (P=0.001) fold increase was observed. That dose in invasive MCF-7 cells for SIK1 gene expression respectively 3.470 (P=0.004), 3.655 (P=0.001), 3.965 (P=0.001) fold, for SIK2 gene expression respectively 1.860 (P=0.006), 2.358(P=0.006), 3.488 (P=0.007) fold significant increase was detected.
Conclusion: SIK gene has showed increase as a negative regulator of TGF-β receptor signaling. Metformin has increased to SIK1 and SIK2 gene expression in dose-dependent manner in both non-invasive and invasive MCF-7 cells. However, the SIK1 gene is influenced more than SIK2 by metformin in each cell. According these results, investigation of the effects of metformin on SIK1and SIK2 genes in different types of TGF-β sensitive cancer will open new ways for treating cancer.
Keywords: MCF-7; TGF-β; metformin; SIK1; SIK2