Akciğer adenokarsinomlarının etiyolojisinde apobec gen ailesinin rolünün araştırılması
The investigation of role of apobec gene family on lung adenocarcinoma etiology
Yazar: MUHAMMET ENSAR DOĞAN
Danışman: PROF. DR. MUNİS DÜNDAR
Erciyes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2015
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Adenokarsinom = Adenocarcinoma ; Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Etyoloji = Etiology ; Genler = Genes ; Metilasyon = Methylation ; Mikro RNA = Micro RNA ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Akciğer kanserleri dünya genelinde en sık görülen kanser türü olmakla birlikte kanser nedeniyle ölümlerin de başlıca sebepleridir. Akciğer kanserleri içinde adenokarsinomlar son yıllarda en sık görülen histolojik alt tip haline gelmiştir.
Kanser genomları son derece karmaşık yapıdadır ve binlerce mutasyon içerirler. Tüm bu karmaşıklığa rağmen kanser hücrelerindeki nükleotid değişimlerinin gözlemlenmesi karsinogenezdeki belirli mekanizmaların izinin sürülmesini sağlar. Her bir mutasyonel
süreç kanser genomunda kendi karakteristik motifini bırakır, bunlara 'mutasyonel imzalar' adı verilmektedir.
Birer sitidin deaminazları olan APOBEC (apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide-like) ailesi üyeleri kromozomal ve mitokondriyal DNA'da sitozin→timin (C→T) mutasyonları yapma yeteneğine sahiptir. Genom boyu kanser araştırmaları ile APOBEC'lerin sebep olduğu mutasyon imzaları çeşitli kanser türlerinde yaygın olarak tespit edilmiştir. Bu kanser türlerinden biri olan akciğer
adenokarsinomlarının etiyolojisine APOBEC'lerin katkısını anlamak için akciğer adenokarsinomu tanılı 42 hastanın tümör ve komşu normal akciğer dokularında APOBEC1, APOBEC2, APOBEC3A, APOBEC3B ve APOBEC3C mRNA ekspresyonu revers transkripsiyon – kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR) yöntemi ile karşılaştırıldı. Ayrıca APOBEC3B geninin düzenlenmesinde DNA metilasyonun rolünü anlamak için aynı olguların tümör ve normal dokularında pyrosekans yöntemi ile kantitatif metilasyon analizi yapıldı.
APOBEC3B/β-Actin mRNA ekspresyon düzeyleri tümör dokularında (1.838±3.309) aynı hastaların normal akciğer dokularına (1.235±3.164) göre anlamlı olarak yüksek tespit edildi (p<0.05). Ayrıca APOBEC1/β-Actin ve APOBEC3B/β-Actin mRNA ekspresyon seviyelerinin ileri evre akciğer adenokarsinomlarında erken evrelere göre arttığı gösterildi (p<0.05). APOBEC3B geninin promotöründe araştırılan dört adet CpG bölgesinden sadece birinde metilasyon oranları tümör dokularında (%11.60±4.20) normal dokulara göre (%13.0±4.81) anlamlı düzeyde düşük bulundu (p<0.01). Bu metilasyon düzeyindeki düşme APOBEC3B ekspresyon düzeyindeki artma ile uyumlu bulunsa da, bunlar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir korelasyon tespit edilemedi(r=0.076, p=0.65).
Sonuç olarak belirgin şekilde hücre çekirdeğinde eksprese olan ve endojen bir mutajenik ajan olarak düşünülen APOBEC3B'nin akciğer adenokarsinomlarının etiyolojisinde ve tümör progresyonunda etkili olabileceği gösterildi. Bu çalışmanın
desteklenmesi için protein düzeyinde çalışmalar yapılmalı; ayrıca yüksek çıktılı DNA dizileme (ekzom ya da tüm genom) yöntemleri ile aynı hastaların tümör dokularında APOBEC'lere özgü mutasyon motifleri gösterilmelidir.

Abstract:
Lung cancer is the most common cancer and also leading cause of death due to cancer worldwide. In recent years, adenocarcinoma has become the most common histological subtype of lung cancers.
Cancer genomes are extremely complex and they contain thousands of mutations. In spite of all this complexity, monitoring of nucleotide changes in cancer cells allows the tracing of certain mechanisms in carcinogenesis. Each mutational process leaves a characteristic pattern in the cancer genome called 'mutational signatures'. 
Members of the APOBEC (apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide-like) family of cytidine deaminases are capable of creating cytosine to thymine (C→T) mutations in chromosomal and mitochondrial DNA. APOBEC family mutational signatures have been identified in various types of cancer, including lung adenocarcinoma, with genome-wide mutation analyses. In order to understand the contribution of APOBECs in the etiology of lung adenocarcinoma, APOBEC1, APOBEC2, APOBEC3A, APOBEC3B and APOBEC3C mRNA expression levels were compared in tumor and adjacent normal lung tissues from 42 lung adenocarcinoma patients. mRNA expression levels were determined using quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-qPCR) assay. In addition, DNA quantitative methylation analysis was performed by pyrosequencing method on the same patients' tumor and normal lung tissues to understand the role of DNA methylation in the regulation of APOBEC3B gene.
APOBEC3B/β-Actin mRNA levels were significantly higher in tumors (1.838±3.309) when compared to adjacent normal lung tissues (1.235±3.164, p<0.05). Furthermore, APOBEC1/β-Actin and APOBEC3B/β-Actin mRNA levels were significantly elevated in late-stage lung adenocarcinomas when compared to early-stage adenocarcinomas (p<0.05). Only one of the four CpG sites in the promoter region of the APOBEC3B methylation percentages were found significantly lower in tumors (11.60%±4.20) than in normal tissues (13.0%±4.81, p<0.01). Although this decrease in the methylation level was consistent with the increase in expression level, there was no correlation found between them (r=0.076, p=0.65).
Consequently, in this study, APOBEC3B, which is obviously expressed in nucleus and considered as an endogenous mutagenic agent, was shown to be effective in the etiology of lung adenocarcinoma and tumor progression. Further studies needed to understand exact contribution of APOBECs in the etiology of lung adenocarcinoma including protein level studies and mutation pattern analyses with high throughput DNA sequencing on the same patients' samples.