Prostat kanserinde endoplazmik retikulum aracılı yıkım (Erad) yolağının vitamin d ve vitamin d reseptörü aracılı regülasyonunun araştırılması
Investigation of vitamin d and vitamin d receptor-mediated regulation of the endoplasmic reticulum-associated degradation (Erad) pathway in prostate cancer
Yazar: ESRA AYDOĞDU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YALÇIN ERZURUMLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İlaç Araştırma ve Geliştirme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology
Dizin: Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Katlanmamış proteinler = Unfolded proteins ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Prostat hastalıkları = Prostatic diseases ; Prostat neoplazmları = Prostatic neoplasms ; Reseptörler = Receptors ; Vitamin D = Vitamin D

Özet:
Prostat kanseri erkeklerde en sık teşhis edilen kanser türlerinden biridir. Steroid hormon sinyali, tümör ilerlemesinde ve prostat kanserinde Endoplazmik retikulum aracılı yıkım (ERAD) ve katlanmamış protein yanıtı (UPR) gibi moleküler sinyal ağlarının düzenlenmesinde kritik öneme sahiptir. 1,25(OH)2 D3, steroid hormon olarak sınıflandırılan D vitamininin aktif metabolitidir. 1,25(OH)2 D3'ün anti-tümör aktivitesi çok sayıda çalışmada rapor edilmiştir. Tümör gelişimi ile ilişkili mekanizmaları inhibe ederek anjiyogenez ve hücre döngüsü ilerlemesinin baskılanması dahil olmak üzere anti-tümör etkiler sergiler. Ayrıca, prostat kanseri de dahil olmak üzere birçok kanser türünde giderek azalan VDR ekspresyon seviyeleri gözlendiği rapor edilmiştir.
Bu çalışmada ilk kez 1,25(OH)2 D3 aracılı VDR sinyalinin Hrd1, gp78, p97/VCP, Ufd1 ve Npl4 dahil olmak üzere ERAD bileşenlerinin protein ekspresyon seviyesini negatif olarak düzenlediğini gösterdik. Ayrıca 1,25(OH)2 D3 uygulamasının Hrd1, gp78, p97/VCP, Ufd1, Npl4, Ufd2 ve Derlin1 gibi çok sayıda ERAD geninin mRNA ifade düzeylerini negatif olarak düzenlediğini, ERAD'ın endojen inhibitörü olan SVIP mRNA ifadesinin ise pozitif düzenlendiğini belirledik. 1,25(OH)2 D3 uygulamasının UPR'nin IRE1⍺ ve PERK kollarının farklı şekilde kontrol ettiğini bulduk. Ek olarak, verilerimiz 1,25(OH)2 D3'ün etkisinin LNCaP hücreleriyle sınırlı olmadığını gösterdi. Tutarlı bir şekilde, diğer prostat kanseri hücresi olan 22Rv1 hücrelerinde de benzer sonuçlar elde edildi. Son olarak transkripsiyonel ve translasyonel inhibitörler ile gerçekleştirdiğimiz çalışma bulguları 1,25(OH)2 D3'ün ERAD ve UPR bileşenlerini transkripsiyonel düzeyde düzenlediğini gösterdi.
Toplu olarak, sonuçlarımız 1,25(OH)2 D3 aracılı sinyal mekanizmasının prostat kanseri hücrelerinde ERAD ve UPR mekanizmalarını sıkı bir şekilde düzenlediğini göstermektedir.

Abstract:
Prostate cancer is one of the most common types of cancer diagnosed in men. Steroid hormone signaling is critical in tumor progression and regulating molecular signaling networks such as Endoplasmic reticulum-mediated degradation (ERAD) and unfolded protein response (UPR) in prostate cancer. 1,25(OH)2 D3 is the active metabolite of vitamin D, which is classified as a steroid hormone. The anti-tumor activity of 1,25(OH)2 D3 has been reported in numerous studies. It exhibits anti-tumor effects by inhibiting mechanisms associated with tumor development such as suppression of angiogenesis and cell cycle progression. In addition, it has been reported that gradually decreasing VDR expression levels are observed in many cancer types, including prostate cancer.
Here we first time showed that 1,25(OH)2 D3 mediated VDR signaling negatively regulates the protein expression level of ERAD components including Hrd1, gp78, p97/VCP, Ufd1, and Npl4. Also, we determined that 1,25(OH)2 D3 administration negatively regulated the mRNA expression levels of numerous ERAD genes such as Hrd1, gp78, p97/VCP, Ufd1, Npl4, Ufd2 and Derlin1, while SVIP mRNA expression, which is the endogenous inhibitor of ERAD, was positively regulated. Moreover, we found that 1,25(OH)2 D3 administration differentially controls the IRE1⍺ and PERK arms of the UPR. Additionally, our data indicated that the effect of 1,25(OH)2 D3 is not limited to the LNCaP cells. Consistently, 22Rv1 cells, which is other prostate cancer cells, exhibited similar results. Finally, the findings of our study with transcriptional and translational inhibitors showed that 1,25(OH)2 D3 regulates ERAD and UPR components at the transcriptional level.
Collectively, our results suggest that 1,25(OH)2 D3-mediated signaling strictly regulates ERAD and UPR mechanisms in prostate cancer cells.