Çinkonun karaciğer fibrozu üzerindeki genetik ve epigenetik etkisi

Abstract

Karaciğer fibrozisi, fazla miktarda ekstrasellüler matriks bileşenlerinin birikmesi ile oluşan anormal yara iyileşmesi durumudur. Karaciğer fibrozu geri döndürülebilir bir süreç olmasının yanında eğer müdahale edilmezse önce siroz ardından hepatosellüler karsinoma oluşumu ile sonlanabilmektedir. Karaciğer fibrozu ve hepatoma hastalarının serumlarında çinko eksikliği yaygın görülmektedir. Çinkonun insan genomunda bulunan tüm proteinlerin %15'ine bağlanarak bu proteinleri aktive ettiği bilinmektedir. Yapılan in vivo ve in vitro çalışmalar çinkonun karaciğer fibrozisi üzerinde olumlu etkisi olduğunu göstermiştir. Bu durumda çinkonun anti-fibrotik mekanizmasının genetik ve epigenetik düzeyde kontrol edildiğini düşünmekteyiz. Bu tez çalışmasında hücre içi eser element olan çinkonun karaciğer fibrozisi gelişimi üzerindeki etki mekanizması ile hepatoma hücreleri üzerindeki etkisi in vitro deneylerle araştırılmıştır. Fibrotik hücre modeli olarak insan karaciğer stellat hücre hattı olan LX2, siroz menşeili hepatoma hattı olarak da Hep40 kullanılmıştır. Yapılan deneylerde hücrelere verilen çinkonun, Zip/ZnT gibi çinko taşıyıcı kanal proteinlerinin hem protein hem de mRNA düzeyindeki ifade seviyelerini etkilendiği gösterilmiştir. Buna bağlı olarak hücre içi çinko miktarının ayarlanmasıyla birlikte etkilenen MT1, MT2, MMP2 ve MMP13 genlerindeki ifade değişikliklerinin epigenetik olarak kontrol mekanizmaları çalışılmıştır. Sonuçların değerlendirilmesinin ardından hücre çinkonun fibrotik hücreler ve hepatoma hücreleri üzerindeki olumlu etkisinin genetik ve epigenetik mekanizmalarla kontrol edildiği gösterilmiştir.

Liver fibrosis is resulted from unusual extracellular matrix accumulation due to the factors that lead liver injury. Liver fibrosis is reversable, however, liver cirrhosis and hepatocellular carsinoma might develop without any treatment attempt. The 15% of proteins in human genome are activated by zinc. It is known that zinc deficiency in patient serum is a common symptom of both liver fibrosis and hepatoma. Previous studies show that zinc has positive effects on both fibrotic and cancer cells. In this study, we try to understand the genetic and epigenetic role of zinc as a trace element in injured hepatic cell lines. We used LX2 cell line as the fibrotic cell model and Hep40 was used as the hepatocellular carsinoma cell line. MTF-1 transcription factor is known to be a zinc-activated protein and it regulates MT and MMP genes' transcription in order to maintain cellular zinc homeostasis. MTF-1 needs MRE consensus sequence at the promotor region of the gene for DNA binding. We found that Zip7, Zip8, Zip14, and ZnT7 channel proteins have MRE sequence and we investigated that whether their expression levels are regulated by MTF-1 or not. Also, we try to understand the epigenetic effect of zinc on MT and MMP expressions by studying with HDAC4 and its action on those genes. As a result of our study, we found that Zip7, Zip8, Zip14, and ZnT7 channel proteins are regulated by MTF-1. Their expression levels are affected from intracellular zinc concentration. Also, HDAC4 binds to MT1, MT2, MMP2, and MMP13 genes but it does not repress their expression after the zinc treatment as zinc directly affects their expression.