Genetic and epigenetic analysis of immortal and senescence arrested liver cancer cells

Hepatoselüler karsinomda (HCC), hücre yaşlanması ve immortalitesinin genetik ve epigenetik özellikleri henüz zayıf olarak açıklanmıştır. Tezimizin amacı; karaciğer kanserinde rol alan hücre yaşlanması ve immortalite gen ağını karakterize etmektir. Ayrıca, hücre yaşlanması ve immotral HCC hücrelerinin epigenetik değişikliklerini de incelemek istedik. İlk önce, immortal, erken hücre yaşlanması ve hücre yaşlanması Huh7 klonlarında gen ifade farklılıklarını bulduk. Mikroarray çip çalışmamız sonucunda 6390 prob seti, bu gruplar arasında değişiklik gösterdi. Daha fazlası, bu anlamlı gen seti; hem replikatif hücre yaşlanması hem de oncogen indüklenmiş hücre yaşlanması modellerini, bunların immortalize edilmiş karşılıklarından başarı ile ayırdı. Biyolojik fonksiyon gruplama çalışmaları; E2F1 hedef genlerinin, kök hücre ilişikli genlerin, DNA tamir, RNA splicing ve hücre döngüsü ilişik gen gruplarının özellikle immortal hücrelerde ifadesinin arttığını gösterdi. Öte yandan, immün sistem, stres cevabı, elektron taşınımı, protein modifikasyonu, metabolizma ve kromatin biyogenezi ile ilgili grupları yaşlanmış hücre klonlarında ifade gösteriyordu. Ayrıca, immortal ve hücre yaşlanması programlı hücre datasıyla siroz ve HCC doku datasını birleştirerek, ortak değişen ?hücre yaşlanması ve immortal gen ağı (SIGN) listesini elde ettik. SIGN gen seti, farklı HCC alt gruplarını birbirinden ayırmayı başardı. SIGN gen setinde hücre yaşlanmasından immortale doğru anlamlı olarak değişen gruplar; hepatic de-differensiye genleri, hücre döngüsü, kromozom modifikasyonu ve DNA hasarına cevap veren gen grupları idi. Ayrıca, geniş bir sayida DNA tamir genlerinin tümor oluşumu ve ilerlemesi ile alakalı olduğunu belirledik.Retinoblastoma/E2F yolağı hücre yaşlanmasında önemli bir rol oynamaktadır, biz de bu yüzden E2F ve DP protein ailesi üyelerinin yaşlanmış ve immortal programlı hepatoselüler karsinomlarında analiz ettik. E2F1, E2F5, E2F7, E2F8 ve DP1 genlerinin ifadesi immortal hücrelerde artış gösterdi. Öte yandan E2F3a ve DP2 genlerinin ifadesi azalmıştı. DP-2 ifadesinin senesens Huh7 hücrelerde artışı; DP2 protein artışı ile ilintilendirildi ve aynı artış TGF-beta indüklenmiş hücre yaşlanmasında da gözlendi.Son olarak, hepatoselüler immortalite ve yaşlanmış hücrelerinde önemli epigenetik değişiklikler gösterdik. Histone metiltransferaz ve demetilazlar arasında; MLL3, FBXL11, SUV420H1, UTX, SMYD2, SETD2, JMJD2B, JMJD3, JARID1B ve ASH1L genlerinin hücre yaşlanmasında artış gösterdiğini ve EZH2 geninin azalış gösterdiğini gözlemledik. Bu değişiklikler eşliğinde, histon metilasyon seviyeleri de değişikliğe uğruyordu. Yaşlanmış Huh7 ve MRC5 hücrelerde immortal eşdeğerlerine göre, H3K27me1- and 3, H4K20me3, H3R2me2a ve H4R3me2a rezidülerinin artış gösterdiğini gözledik. H3K27me3, H4K20me3, H3K36me3, H3R17me2a, ve H4R3me2a rezidüleri bazı sirotik karaciğer ve HCC tümörlerinde azalan bir ifade gösterdi.Sonuç olarak, geniş sayıda immortal ve hücre yaşlanması genlerinin HCC de de değiştiğini göstermiş olduk. Histon modifiye eden genleri ve histon metilasyon seviyesi de değişikliğe uğruyordu. Yani, hepatositlerin immortalizasyon süreçleri global gen ifade değişikliği ile oluyor ve, büyük ihtimalle, bu değişim epigenetik program tarafından yönlendiriliyor.