İnsan fetal, erişkin ve kanser kök hücrelerinde metiyonin metabolizması

Esansiyel bir amino asit olan metiyoninin, protein sentezi ve metilasyon reaksiyonlarında kritik rolü vardır. Bu tez çalışmasında, farklı tip insan kök hücre gruplarında metiyonin etkisinin belirlenmesi hedeflenmiştir. İnsan kemik iliği (Kİ) ve göbek kordon kanından (GKK) elde edilen mezenkimal kök hücreler (MKH) ile MDA-MB-231 hücre hattından izole edilen meme kanseri kök hücreleri, kültür ortamında farklı dozlarda L-metiyonin uygulamasına maruz bırakılmıştır. Yüzey belirteç ifadelerinin tayini ve hücre siklusu analizleri, akım sitometri ile yapılmıştır. WST-1 uygulaması ile hücre canlılığı tayin edilmiştir. Metiyonin takviyesi ile gen ifadelerindeki (OCT3/4, NANOG, DMNT1, DNMT3A ve DNMT3B, MAT2A ve MAT2B) değişiklikler RT-qPCR ile incelenmiş, histon metilasyon (H3K4me3, H3K27me3) seviyelerindeki değişiklikler western blot analizi ve SAM/ SAH seviyeleri ELISA ile gösterilmiştir. 0, 10, 25, 50 ve 100 µM metiyonin ile muamele sonucunda hücre canlılığı >80% olarak belirlenmiş olup, sonraki deneylerde sabit süre olarak beş saatlik metiyonin uygulaması belirlenmiştir. Her üç hücre grubunda ve her kültür koşulunda, hücreler çoğunlukla G0/G1 fazında asılı kalmıştır. Kİ-MKH' lerin 100 µM metiyonin içeren kültür ortamında araştırılan tüm gen ekspresyonlarını ve SAM/SAH seviyelerine ek olarak arttırdığı değerlendirilmiştir. Öte yandan, 10 µM metiyonin içeren kültür ortamında GKK-MKH' lerin OCT3/4, NANOG ve DNMT1 gen ekspresyonlarını arttırdığı ve MAT2A ve MAT2B ekspresyonlarını azalttığı bulunmuştur. Ayrıca H3K4me3 metilasyon profilinde bir artış gözlemlenmiştir. KKH 'lerde OCT3/4, NANOG, DNMT1 ve MAT2B gen ekspresyonları 25 µM metiyonin ilavesinden başlayarak 50 ve 100 µM'de daha fazla artmaktadır. 50 ve 100 uM metiyonin içeren kültür koşulunda H3K4me3 protein ifadesinde bir artış belirlenmiştir. Bu çalışma, metiyoninin farklı kök hücre gruplarında metabolizma ve epigenetik düzenlemede kritik bir rol oynadığını ve pluripotens ile ilgili gen ekspresyonunu ve protein seviyelerini düzenleyerek kök hücrelerin korunmasını indüklediğini göstermektedir. Anahtar kelimeler: metiyonin, kök hücre, pluripotentlik, metilasyon, metabolizma