Ksenograft kolorektal kanserde notch, IL-1 ve leptin (NILCO) inhibisyonunun etkisi

Abstract

Kolorektal kanser (KRK), tüm dünyada kansere bağlı morbidite ve mortalitenin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. KRK tedavisinde cerrahinin yanı sıra hücre içinde kanser oluşumu ve/veya tedavisi üzerine etkili olabilecek yöntemlerin geliştirilmesi amacıyla pek çok moleküler çalışma yapılmaktadır. Bunun için öncelikle kolorektal kanser gelişimine neden olan hücre içi sinyal yolaklarının araştırılması gereklidir. KRK' da rol oynayan önemli hücre içi yolaklardan biri de Notch sinyalizasyon yolağıdır. Notch; proliferasyon, farklılaşma ve apoptosis arasındaki dengeyi düzenlemede önemli bir role sahiptir. Notch sinyalizasyonu tarafından düzenlenen bu süreçlerin bozulması ile kolon kanseri geliştiği ancak Notch sinyalizasyonun inaktivasyonu ile tümör büyümesinin inhibe edildiği bilinmektedir. Proinflamatuar sitokinlerden biri olan IL-1 ailesi KRK gelişiminin olduğu bölgelerde artış göstererek, karsinogenezis sürecini, tümör büyümesini ve VEGF ekspresyonunu artırarak tümör angiogenezisini uyarmaktadır. IL-1 sinyalizasyonu inhibe ederek yapılan çalışmalarda tümör angiogenezisinin gerilediği gösterilmiştir. IL-1 ve önemli bir adipokin olan leptin arasındaki ilişki; obezite, inflamasyon, anjiojenezis ve kanser gelişiminde önemlidir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, leptinin sadece enerji metabolizması ile değil aynı zamanda angiojenezis, proliferasyon ve inflamasyonla da ilişkili olduğunu göstermiştir. Kolon hücrelerinde, adipokinlerin mitojen gibi davrandığı ve apoptozisi inhibe ederek tümör gelişimini uyardığı bilinmektedir. Meme kanser dokusunda yapılan çalışmalarda, proliferasyon, göç ve proanjiojenik moleküllerin ekspresyonu üzerine Notch, IL-1 ve leptin etkileşiminin (NILCO) rol oynadığı gösterilmiştir. NILCO aracılığıyla, anjiojenezisde rol oynayan VEGF / VEGFR2 gen ekspresyonunun artabileceği ve tümör gelişimine katkıda bulunabileceği öne sürülmektedir. Aynı zamanda çeşitli kanser türlerinde VEGF' in, Notch ligand ve reseptörlerinin ekspresyonlarını değiştirdiği bildirilmiştir. Meme kanserinde yapılan çalışmalarda leptin ile indüklenen proliferasyonun inhibe edilmesi, VEGF / VEGFR-2, IL-1 ve Notch düzeylerini önemli oranda azaltarak tümör büyümesini baskılamıştır. Ancak NILCO etkileşimi ile kanser gelişimi arasındaki ilişkiye yönelik kolon dokusunda yapılmış kapsamlı moleküler bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bizde bu çalışmada, NILCO ve bununla ilişkili anjiojenik / proinflamatuar moleküllerin kolon kanseri üzerine etkisini araştırdık. Bu amaçla, in vivo kolon kanseri oluşturulmuş zenograft nude fare modelinde, KRK oluşumu üzerine Notch, IL-1 ve leptin (NILCO) inhibisyonunun etkilerini, bu yolaktaki hedef gen ve ilişkili protein ekspresyonlarını analiz ettik. Sonuçlarımıza göre; Notch yolağı inhibitörü olan DAPT, NILCO ilişkili tüm gen ekspresyonlarını, VEGFA ve VEGFR1 mRNA düzeylerini azaltmıştır. IL-1 yolağının inhibitörü olan Anakinra ise VEGFR2 gen ekspresyonunu ve NILCO yolağının tüm protein ekspresyonlarını azaltmıştır. Leptin reseptör antagonisti Allo-aca, leptin, leptin ObR ve VEGFR2 ekspresyonunu azaltmıştır. Bu sonuçlar, DAPT ve Anakinra' nın zenograft KRK modelinde antianjiojenik ve antiinflamatuar gibi davranarak NILCO yolağı inhibisyonu ile tümör gelişimini baskılayabileceğini düşündürmüştür. Elde ettiğimiz bu sonuçlar, kolorektal kanser oluşum mekanizmasında rol oynayan NILCO ilişkili hücre içi yolaklar hakkında fikir verebileceği gibi bu hedef yolakların inhibisyonu ile yeni tedavi yöntemlerini de literatüre kazandırabilecektir.Anahtar Kelimeler: Kolorektal Kanser, Notch, IL-1, Leptin, NILCO

Colorectal Cancer (CRC) is an important part of cancer related morbidity and mortality in all the world. To have more success in treatment of CRC, besides surgical treatments many molecular studies are performed for understanding the progression of cancer. It is necessary to investigate the intracellular signaling pathways in the development of CRC. One of the important intracellular signaling pathways playing role in CRC is Notch pathway. Notch has an important role in regulation of the balance of proliferation, differentiation and apoptosis. More, it is necessary for continuity and homeostasis if intestinal epithelium. It is known that distortion of Notch signaling regulation causes CRC development and inactivation of Notch signaling inhibits tumor progression.IL-1, one of the proinflamatuar sytokines, shows an increase in CRC progression regions and triggers carcinogenesis, tumor progression and tumor angiogenesis via increasing VEGF expression. The studies that inhibited the IL-1 signaling showed the decrease in tumor angiogenesis. The relation between IL-1 family and adipokine leptin is important in obesity, inflammation, angiogenesis and cancer progression. Novel studies showed that leptin is not only related with energy metabolism but also related with angiogenesis, proliferation and inflammation. It is kwon that in colon cells adipokines act like a mitogen and triggers tumor progression by inhibiting apoptosis. It is shown that in breast cancer interaction of Notch, IL-1 and leptin (NILCO) plays a role in proliferation, migration and expression of proangiogenic molecules. It is projected that through NILCO, gene expression of VEGF/VEGR2, that plays a role in angiogenesis, may increase and may contribute to tumor progression. However VEGF regulates Notch and its receptor expression, the expression of this ligand and its receptor found to be increased in many types of cancer in different tissues. The studies performed in breast cancer showed that the inhibition of proliferation induced by leptin, decreased the tumor progression by increasing VEGF/VEGFR-2, IL-1 and Notch levels. Although there is no comprehensive molecular study in colon tissue about the correlation between tumor progression and NILCO contribution. For this purpose we planned to study the effect of NILCO and angiogenic/proinflamatuar molecules related to NILCO on CRC. In this study, we will analyze the the effect of NILCO inhibition on CRC progression and expression of genes and proteins related to this pathway in CRC model of zenograft nude mice. According to our results; The notch pathway inhibitor, DAPT, NILCO, was reduced all the gene expression, VEGFA and VEGFR1 reduction. Anakinra, an inhibitor of the IL-1 pathway, reduced VEGFR2 gene expression and all protein expression of the NILCO pathway. Allo-aca, the leptin receptor antagonist; leptin reduced leptin ObR and VEGFR2 expressions. This suggests that DAPT and Anakinra may suppress tumor growth by inhibition of NILCO pathway by acting as antiangiogenic and anti-inflammatory in CRC. The results of this study will give information about the NILCO related intracellular pathways involved in the formation of colorectal cancer and the new treatment methods with the inhibition of these target pathways.Key Words: Colorectal Cancer, Notch, IL-1, Leptin, NILCO