Boron treatment induces metabolic reprogramming in hepatocellular carcinoma through SIRT3 activation

Abstract

Sirtuinler, kalori kısıtlaması ve açlık gibi stres durumlarında etkinleşen NAD+-bağımlı deasetilaz ve ADP riboziltransferaz enzimleri üyeleridir. Çoğunlukla boric asit (BA) veya sodyum borat (NaB) formunda bulunan bor elementinin, NAD+'ye bağlandığı bilinmektedir. Bu çalışmada, özellikle NaB'nin karaciğer kanseri hücre hattı, HEP3B üzerindeki etkileri NaB uygulanan ve serum açısından yoksun bırakılan HEP3B hücrelerinden elde edilen proteinlerin analizi ile araştırılmıştır. Bu hücrelerde 15 μg/ml konsantrasyonunda NaB uygulamasının mitokondrideki genel proteom asetilasyonunda, oksidatif fosforilasyon mekanizmasında görevli alt birimlerin sentezlenme hızında, hücresel reaktif oksijen türlerinin seviyelerinde ve HEP3B hücrelerinin çoğalma hızında azalmaya yol açtığı bulunmuştur. Bunların yanısıra, hücresel NAD+/NADH oranında ve mitokondriyel sirtuin, SIRT3 deasetilaz aktivitesinde artış gözlemlenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, bor elementi uygulaması ve SIRT3 aktivasyonu arasında hücresel metabolizmayı etkilemek suretiyle bir ilişki ortaya koymaktadır. Bu çalışmanın, HEP3B hücrelerinde NaB uygulaması sonucu SIRT3 aktivitesine bağlı olarak metabolik değişimlerin ortaya çıkarılmasında yeni bulgulara zemin hazırlaması hedeflenmektedir.

Sirtuins are members of NAD+-dependent deacetylases and ADP ribosyltransferases, activated under stress conditions such as calorie restriction and starvation. Boron, mostly found in the form of boric acid (BA) or sodium borate (NaB), is known to bind NAD+. In this study, particularly the effect of NaB on hepatoma cell line, HEP3B was investigated by analyzing the proteins harvested from NaB-treated and serum-starved HEP3B cells. It was discovered that treatment of cells with NaB (15 μg/ml) led to a decrease in the overall proteome acetylation specifically in mitochondria, in the synthesis rate of oxidative phosphorylation (OXPHOS) machinery subunits, in the amount of cellular reactive oxygen species (ROS), and in the proliferation rate of HEP3B cells. On the other hand, the cellular ratio of NAD+/NADH and deacetylase activity of mitochondrial sirtuin, SIRT3 showed an increase. The results of this study suggest a link between boron treatment and activation of SIRT3 by means of affecting the cellular metabolism. In the scope of this study, it is expected to pave the way for new findings uncovering the metabolic changes in HEP3B cells related to SIRT3 activity upon NaB treatment.