Malign melanomların evre progresyonunun entegre diferansiyel gen ekspresyon analizi ile incelenmesi
Examining the differential gene expressions in stage development of malignant melanomas
Yazar: BİLGE DURSUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ SÜNNETÇİ AKKOYUNLU
Kocaeli Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Genetik ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Amaç: Malign melanom (MM), epidermisin bazal laminasında yer alan melanositlerin ve
bunların farklılaşmasıyla oluşan nevüs hücrelerinin malign transformasyonu sonucu oluşan
bir neoplazidir ve dünya üzerindeki kanser ölümlerinin %1-2'sini oluşturmaktadır. MM
tümörleri vücutta melanositlerin bulunduğu bölgelerinde (deri, mukoza, göz ve santral sinir
sistemi) ortaya çıkabilir; fakat en önemli yerleşim yeri deridir. Deride görülen primer
kutanöz melanom, tüm deri kanserlerinin %4'ünü oluşturan, nadir fakat en agresif deri
kanseri tipidir. Bu çalışmanın amacı, MM'de evreler arası gen ifade farklılıklarının
belirlenmesi, etkilenen gen ve yolakların incelenerek malign melanomda evre
progresyonunun aydınlatılmasına katkıda bulunmaktır.
Yöntem: Bu çalışmada, GEO (Gene Expression Omnibus) veri bankasından elde edilen,
farklı evrelerdeki primer deri melanosit kökenli MM tanılı 162 hastanın mikrodizin verisi
incelendi. Benjamini-Hochberg ile normalleştirilen verilere tek yönlü ANOVA analizi
uygulandı. Farklı evrelerde görülen gen ifade farklılıkları p-değeri <0,05 alınarak
GeneSpring 14.9 programı ile analiz edildi. Gen ifade farklılıkları saptanan genlere DAVID
ile KEGG yolak analizi uygulanarak her evrede etkilenen genetik yolaklar ve bu yolaklarda
rol alan moleküller incelendi. Cytoscape 8.3.2 programı üzerinden yapılan STRING analizi
ile protein-protein etkileşim ağı analizi yapıldı ve merkez genler tespit edildi.
Bulgular: MM'nin tüm evrelerinde ifadesinde en çok artış görülen on gen MDM1, FCMR,
RENBP, MINPP1, DUSP4, SOX10, CCL3, PAX3, DNAJB14 ve PRKACB; ifadesinde en çok
azalma görülen on gen ise MYH11, NFIB, LGALSL, KCND3, MUC1, CYP3A5, KRT33A,
C1orf116, FGFR2 ve EPHX2 olarak tespit edildi. Evreler arası ifadeleri artan genlerin yolak
analizinde "nöroaktif ligand-reseptör etkileşimi" yolağı tüm evrelerde ifade farklılıklarından
en çok etkilenen yolak olarak; ifadeleri azalan genlerin yolak analizinde ise "kalsiyum
yolağı"nın evre-I'de, "kanserde proteoglikanlar" yolağının evre-II ve evre-III'te, "kanser
yolakları"nın ise evre-IV'te anlamlı derecede ilişkili olduğu tespit edildi. Merkez genlerin
KEGG yolak analizleri sonucu "nöroaktif ligand-reseptör etkileşimi yolağı" ve "sitokinsitokin
reseptör etkileşimi yolağı" tüm evrelerde MM gelişimi ile ilişkisi olduğu saptandı.
Sonuç: Çalışmamızın bulguları doğrultusunda FCMR, DUSP4, SOX10, DNAJB14, NFIB,
CYP3A5, KRT33A, C1orf116, FGFR2 ve EPHX2 genlerinde saptanan ifade farklıları,
literatürdeki MM'de gen ifade çalışmalarını desteklemektedir. MDM1, RENBP, MINPP1, CCL3, PAX3, PRKACB, MYH11, LGALS1, KCND3 ve MUC1 genlerinin araştırılması
gereken biyobelirteç adayları olduğu saptandı. Verilerimizin, MM evre gelişiminin takip ve
prognozunda yol gösterici nitelikte olduğunu düşünmekteyiz.
Anahtar Sözcükler: Malign Melanom, Gen İfade Değişikliği, Metastaz, Kanser Yolakları

Abstract:
Objective: Malignant melanoma is the neoplasia in which malignant transformation of
melanocytes located in the basal lamina of the epidermis and nevus formed by
differentiation. The appearance of malignant melanoma structures may occur anywhere
melanocytes are present (skin, eye, and central system); however, the major tumor origin is
skin. Primary cutaneous melanoma makes up 4% of all skin cancers. It occurs rarely, yet it
is the most aggressive type among skin cancers. Melanoma accounts for 1-2% of deaths
resulted from cancer in the world. The aim of this study is to analyze the stage progression
by elucidating pathways effected by differential gene expression among different stages of
malignant melanoma.
Method: In this study, microarray data of 162 patients diagnosed with various primary
cutaneous malignant melanoma obtained from GEO (Gene Expression Omnibus) database
was analyzed. Following data normalization with Benjamini-Hochberg, one-way ANOVA
analysis was applied Gene expression differences at different cancer stages were analyzed
with GeneSpring 14.9 program, taking p-value <0.05. The pathways affected at each cancer
stage and the molecules involved in these pathways were examined by KEGG pathway
analysis of differentially expressed genes, which was conducted through DAVID . Proteinprotein
interaction networks and central genes were determined by STRING analysis using
Cytoscape 8.3.2.
Results: The top ten up-regulated genes in all melanoma stages were detected to be MDM1,
FCMR, RENBP, MINPP1, DUSP4, SOX10, CCL3, PAX3, DNAJB14 and PRKACB; while
the top downregulated genes in all stages were MYH11, NFIB, LGALSL, KCND3, MUC1,
CYP3A5, KRT33A, C1orf116, FGFR2 and EPHX2. As a result of KEGG analysis of the
diferentially up-regulated genes the "neuroactive ligand-receptor interaction" pathway was
the most affected pathway in all stages; while analysis of differentially down-regulated genes
resulted in significant association of the "calcium pathway" in stage-I, the "proteoglycans in
cancer" pathway in stage-II and stage-III, and the "cancer pathways" in stage-IV. KEGG
analysis of central genes revealed "neuroactive ligand-receptor interaction" and "cytokinecytokine
receptor interaction" pathways were related to MM at all stages. Conclusions: As a result of this study, FCMR, , DUSP4, SOX10, DNAJB14, NFIB,
CYP3A5, KRT33A, C1orf116, FGFR2 and EPHX2 differential expression in melanoma
were detected in line with previous studies. Moreover, MDM1, RENBP, MINPP1, CCL3,
PAX3, PRKACB, MYH11, LGALS1, KCND3, MUC1 genes were detected to be potential
biomarker candidates that should be investigated in detail in future studies. We think that
our data might be guiding in the melanoma stage progression and prognosis of the disease.
Keywords: Malignant Melanoma, Differential Gene Expression, Metastasis, Cancer
Pathways