Trail'ın pankreatik beta hücreleri üzerindeki proliferatif etkisinin araştırılması
Investigation of the role of trail molecule on pancreatic beta cell proliferation
Yazar: SEVİM KAHRAMAN DİRİCE
Danışman: DOÇ. DR. AHTER DİLŞAD ŞANLIOĞLU
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Tümör nekroz faktörleri = Tumor necrosis factors ; Tümör nekroz faktörleri = Tumor necrosis factors ; İnsülin = Insulin

Özet:
Hem Tip 1 hem de Tip 2 Diyabet'te, insülin üreten pankreatik beta hücre kitlesinin giderek azaldığı görülür. Bu nedenle, fonksiyonel beta hücre kitlesini artırmaya yönelik yeni tedavi yaklaşımlarının her iki tip diyabet için de fayda sağlayacağı düşünülmektedir. Birçok kanser hücresinde apoptotik etkisi olduğu gösterilmiş olan TRAIL'ın (TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand), sağlıklı bazı hücrelerde, örneğin vasküler düz kas hücrelerinde ve vasküler endotel hücrelerde proliferasyonu tetiklediği gözlenmiştir; pankreatik beta hücrelerinde ise sitokin aracılı hücre hasarına karşı koruma sağladığı düşünülmektedir. 
Bu bulgulardan yola çıkarak, TRAIL'ın pankreatik beta hücreleri üzerindeki biyolojik etkisini tanımlamayı ve olası proliferatif etkisini göstermeyi hedefledik. Çalışmamızda sıçan pankreatik adacıkları ve fare insulinoma hücre hattı (Min6) kullanıldı. Pankreatik adacıklar, Wistar türü sıçanlardan izole edildi ve enzimatik yolla parçalanarak primer hücre kültürü kuruldu. Adacık hücre kültürünün büyük çoğunluğunu beta hücreleri oluştururken, diğer kısmını alfa hücreleri, fibroblastlar ve diğer hücre tipleri oluşturmaktaydı. Kültürdeki hücrelere artan dozlarda (0, 1, 10 ng/ml) çözülebilir TRAIL (sTRAIL) uygulanmasının, hücre canlılığında azalmaya neden olmadığı gözlendi. Aksine, sTRAIL uygulaması primer pankreatik beta hücrelerinde proliferasyonu indükledi. Min6 beta hücre hattı kullanılarak yapılan sTRAIL uygulamaları yine hücrelerde proliferasyonu artırıcı etki ile sonuçlanırken, kontrol olarak kullanılan A549 akciğer kanser hücre hattında güçlü apoptotik etki gözlendi. Min6 hücrelerinde adenoviral vektörler aracılığıyla TRAIL gen aktarımı sonrasında, hücre yüzeyinde TRAIL sentezinin artışını takiben proliferasyon gözlenirken, A549 hücreleri aynı uygulama sonrasında apoptoza uğradı. Western Blot sonuçları, TRAIL'ın beta hücrelerindeki proliferasyon tetikleyici etkisini, ERK1/2, p38 ve Akt yolakları üzerinden gerçekleştirdiğini düşündürmektedir.
Elde edilen bu sonuçlar, TRAIL'in, hem sıçan primer adacık hücrelerinde hem de fare pankreatik beta hücre hattında apoptoza neden olmadığını göstermekte, bunun yanında TRAIL'ın beta hücreleri üzerindeki proliferatif etkisine işaret etmektedir. Sonuç olarak bulgularımızın TRAIL molekülünün beta hücreleri üzerindeki biyolojik etkisinin anlaşılması yönünde literatüre katkı sağlayacağını, bunun yanında yapılacak ileri çalışmalarla TRAIL'ın beta hücre kaybının önlenmesi veya telafi edilmesinde kullanılabilecek bir aday molekül olabileceğini düşünüyoruz.

Abstract:
Therapeutic approaches to increase functional beta cell mass in diabetic patients are of great interest since loss of pancreatic beta cell mass and function contribute to development of both type-1 and type-2 diabetes. TRAIL (TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand), which is an apoptosis inducer in a wide variety of tumor cells, has also proven to promote survival and proliferation in various cell types, such as vascular smooth muscle cells and vascular endothelial cells. Furthermore, TRAIL is claimed to protect pancreatic beta cells against cytokine-related harm. 
We aimed to describe the biological effect of TRAIL on pancreatic beta cells and to investigate whether TRAIL could induce proliferation in these cells. Rat pancreatic islets and mouse insulinoma cell line (Min6) were used. Pancreatic islets were isolated from Wistar rats and enzymatically dispersed into single cells, then cultured. Cultures of dispersed rat islets contained mostly of beta cells, and remaining were alpha cells, fibroblast cells, and the other cell types. Cultures treated with increasing doses of recombinant sTRAIL (0, 1, 10 ng/ml) displayed no reduction in viable cell numbers. On the contrary, sTRAIL treatment induced proliferation of primary pancreatic beta cells compared to the untreated group. sTRAIL treatment also induced proliferation in Min6 beta cell line, while inducing apoptosis in A549 lung cancer cell line which was used as a control cell type. TRAIL expression was also increased in the pancreatic beta cell line and in A549 cells, by adenoviral gene delivery. Increased expression of TRAIL induced proliferation in Min6, while inducing apoptosis in A459 cells. Western Blot results suggest that TRAIL may promote beta cell proliferation through ERK1/2, p38 and Akt pathways. 
These results demonstrate that TRAIL does not induce apoptosis in primary rat beta cells or mouse beta cell line Min6, while increasing viability and proliferation. In conclusion, we believe that our results will contribute to the understanding of the biological role of TRAIL on beta cells, and suggest that TRAIL may be a candidate molecule to prevent beta cell loss and/or replenish beta cell mass, through further investigations.