Farklı kanser hücre hatlarında glukoz ve fruktoz transport mekanizmalarının moleküler düzeyde incelenmesi
Investigation of molecular level of glucose and fruktoz transport mechanisms in different cancer cell lines
Yazar: AYÇA LEKESİZCAN
Danışman: PROF. DR. SAİM ÖZDAMAR
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Fruktoz = Fructose ; Glükoz = Glucose ; Hücre dizisi = Cell line ; Mammalian target of rapamycin = Mammalian target of rapamycin ; Moleküler yapı = Molecular structure ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Kanser hücreleri büyümek, prolifere olmak ve başka organlara metastaz yapabilmek için glukozu çok iyi metabolize eder. Fruktoz birçok besin maddesinde bulunan altı karbonlu bir monosakkarittir. Fruktoz, glukozdan farklı olarak insülinden bağımsız metabolize edilir. Bu çalışmada in vitro koşullarda farklı kanser hücrelerinin yüksek glukoz (HG) ve yüksek fruktoz (HF) içeren ortamlarda şekeri kullanma kapasiteleri değerlendirilerek, bu durumun rapamisinin memeli hedefi (mTOR) sinyal yolağı üzerinden hücre proliferasyonuna etkisinin araştırılması amaçlandı. Çalışmada 4T1, HEPG2 ve MDA-MB-231 kanser hücre hatları kullanıldı. Hücreler HG, HF ve DMEM olmak üzere üç farklı besiyerinde 24, 48 ve 72 saat boyunca inkübe edildi. Hücreler, glikolitik yolağa ait GLUT1, GLUT2, HK1 ve proliferasyonda etkin olan pS6 antikorları ile immünoflouresan boyandı. Her gruptan on farklı alandan fotoğraf çekilerek rastgele yüz tane hücrenin yoğunluğu Image J programında ölçüldü. Ayrıca GLUT5 ve S6 antikorları ile western blot analizleri yapıldı. MDA-MB-231 hücre hattında HG gruplarında protein ekspresyon yoğunlukları daha yüksekti. 4T1 hücre hattında 48 ve 72. saatlerde, HEPG2 hücre hattında ise 72. saatte HF gruplarında pS6 ekspresyonunda anlamlı artış gözlendi. HEPG2 hücrelerinde GLUT5'in en yüksek ekspresyon yoğunluğu, DMEM ve HG gruplarına kıyasla, hem gruplar arasında hemde 24., 48., ve özellikle 72. saatlerde en fazla HF grubunda, hem gruplar arasında hem de 24., 48., ve özellikle 72. saatlerde edilmiştir. DMEM, HG ve HF deney gruplarında zamana bağlı olarak ortalama ekspresyon yoğunluklarına bakıldığında HF gruplarında 48. saatte diğer grupların aksine ekspresyon yoğunluklarında anlamlı olarak artış gözlendi. Sonuç olarak bu çalışmada yüksek fruktozun kanser türüne bağlı olarak kanserin ilerlemesinde proliferasyonu teşvik edebileceği gösterilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Kanser, Glukoz, Fruktoz, mTOR, GLUT

Abstract:
Cancer cells metabolize glucose very well to grow, proliferate and metastasize to other organs. Fructose is a six-carbon monosaccharide found in many nutrients. Unlike glucose, fructose is metabolized independently of insulin. In this study, it was aimed to evaluate the ability of different cancer cells to use sugar in high glucose (HG) and high fructose (HF) media in in vitro conditions and to investigate the effect of this condition on cell proliferation via mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. In the study, 4T1, HepG2 cells and MDA-MB-231 cancer cell lines were used. Cells were incubated on high glucose, high fructose and DMEM media for 24, 48 and 72 hours. Cells were stained with immunoflourescent GLUT1, GLUT2, HK1 antibodies of the glycolytic pathway, and pS6 antibodies that are active in proliferation by phosphorylation in the mTOR signaling pathway. The intensity of one hundred cells was measured at Image J program by taking photographs from ten different areas of each group. Cell lysate was also prepared and western blot analysis was performed using GLUT5 and S6 antibodies. The MDA-MB-231 cells showed higher protein expression intensity in high glucose groups. A significant increase in pS6 expression was observed in high fructose groups at 48th and 72th hours in 4T1 cell line and in HEPG2 cell line at 72th hour. Highest GLUT5 expression levels in the HEPG2 cells was observed in HF groups both between groups and at 24th, 48th, especially at 72 hours, in comporison to DMEM and HG groups. In the DMEM, HG and HF groups, a significant increase in expression intensity was observed in the HF groups at 48 hours compared to the other groups, according to the time-dependent mean protein expression density graph. In conclusion, in this study, it was shown that high fructose can promote proliferation in cancer progression depending on the cancer type.
Key Words: Cancer, Glucose, Fructose, mTOR, GLUT