Maackia amurensis lökoaglutininin anaplastik tiroit karsinomunda kanser kök hücre karakterine etkileri
Effects of Maackia amurensis leukoagglutinin on cancer stem cell characteristics in anaplastic thyroid carcinoma
- Tez No: 1002201
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN KAPTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Biyoloji, Biyokimya, Medical Biology, Biology, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Anaplastik tiroit kanseri (ATC); yüksek metastaz potansiyeli, tedavi direnci ve dediferansiyasyon (farklılaşma kaybı) ile karakterize edilen agresif bir kanser olarak bilinir. Bu durumun temelinde, farklılaşma genlerinin baskılanması, radyoiyot tutulumunun kaybı, epiteliyal mezenkimal geçiş (EMT) ve kanser kök hücre benzeri hücre popülasyonunun artışı yatar. Dolayısıyla tiroit hücre farklılaşmasının azalması, kanserin ilerlemesi ve malign özellikler ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle ATC tedavisinde, hücreleri yeniden farklılaşmış bir fenotipe döndürmek ve kanser kök hücrelerini hedeflemek, potansiyel stratejilerden biridir. Maackia amurensis lökoaglutinin-II (MAL-II) ATC hücrelerinin tümörijenik ve malign karakterlerini, normal tiroit hücreleri üzerinde etki göstermeksizin baskılayabilen bir bitki lektinidir. Bu lektin, glikan zincirlerinde terminal olarak bulunan alfa-2,3 bağlı siyalik asit motiflerine özgün olarak bağlanır. ATC hücrelerinin yüzeyi alfa-2,3 bağlı siyalik asit motiflerince zengindir ve muhtemelen bu nedenle MAL-II, ATC hücreleri üzerinde anti-proliferatif ve anti-metastatik etkiler sergiler. Bu bilimsel temel üzerine kurgulanan bu çalışmada, MAL-II molekülünün, ATC patogenezinde kritik rol oynayan Wnt/β-katenin sinyal yolağı, kanser kök hücre popülasyonu, farklılaşma ve EMT süreçleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, önceki araştırmalarımız MAL-II uygulamasının, pek çok kanserde Wnt/β-katenin yolağıyla ilişkisi ortaya konmuş ancak ATC'de henüz fonksiyonları aydınlatılmamış olan LGR5 gen ekspresyonunu azalttığını göstermiştir. Bu doğrultuda, LGR5'in ATC patogenezindeki yerinin tanımlanması bu çalışmanın bir diğer temel hedefini oluşturmaktadır. Söz konusu hedefler ışığında, MAL-II uygulanan ve LGR5 gen ekspresyonu baskılanan gruplarda, qPCR ve Western Emdirim yöntemleriyle kanser kök hücre belirteçleri ve Wnt/β-katenin yolağının aktivitesi, akış sitometrisi ile kök hücre popülasyonu, in vitro çizik/kuyular arası geçiş deneyleri ile hücre hareketliliği ve tirosfer oluşum deneyleri ile fonksiyonel kapasite analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, MAL-II uygulanan deney gruplarında kontrol grubuna kıyasla, tiroit kanser kök hücre belirteçleri (CD44, SOX9, OCT4), Wnt/β-katenin yolağı aracıları (aktif β-katenin, pGSK3β-Ser9), mezenkimal karaktere ait belirteçler (N-kaderin, Slug), ALDH+ hücre popülasyonu ve tirosfer oluşum etkinliğinin önemli ölçüde azaldığını, buna karşılık epiteliyal karaktere ait belirteç olan E-kaderin protein ve gen ekspresyon seviyelerinin ise arttığını ortaya koymuştur. Ayrıca ATC'de LGR5'in fonksiyonunu aydınlatmak amacıyla, LGR5-siRNA aracılığı ile LGR5 gen ekspresyonunun baskılandığı grupta, MAL-II uygulanan gruba benzer şekilde kök hücre belirteçleri (CD44, SOX9, OCT4), ALDH+ hücre popülasyonu, tirosfer oluşumu ve Wnt/β-katenin yolağı aracılarında (aktif β-katenin, pGSK3β-Ser9) gözlenen anlamlı düşüşe, mezenkimal karaktere ait belirteçlerin (N-Kaderin, Vimentin, Slug) azalması ve epiteliyal karaktere ait belirteç olan E-kaderinin artışı eşlik etmiştir. Bununla birlikte, LGR5 gen ekspresyonunun baskılanması, ATC hücrelerinin hareketlilik kapasitesini azaltmıştır. Çalışmanın devamında; MAL-II uygulamasının ve LGR5 gen ekspresyonunun baskılanmasının, ATC'deki farklılaşma süreçleri üzerindeki etkilerini değerlendirmek amacıyla tiroit spesifik farklılaşma belirteçleri olan NKX2-1, TTF2, PAX8, SLC5A5 ve TSHR genlerinin ekspresyon ve protein seviyeleri kontrol gruplarıyla karşılaştırılmıştır. Pek çok kanser türünde gelişim ve farklılaşma yolaklarıyla ilişkisi bilinmesine rağmen, LGR5'in ATC hücrelerinde farklılaşma süreçlerine anlamlı bir katkı sağlamadığı saptanmıştır. MAL-II uygulamasının ise ATC rediferansiyasyonunda (yeniden farklılaşma) kısmen etkili olduğu görülmüş, ancak radyoiyot tutulumu için kritik öneme sahip olan SLC5A5 ekspresyonunu artırmada yetersiz kaldığı belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışma, yüksek metastatik potansiyel ve tedavi direnci ile karakterize ATC patogenezinde, MAL-II uygulamasının ve LGR5 geninin fonksiyonel rollerini moleküler düzeyde aydınlatmıştır. Elde edilen bulgular, hem MAL-II tedavisinin hem de LGR5 gen ekspresyonunun baskılanmasının, Wnt/β-katenin sinyal yolağını engellemesinin yanı sıra, kanser kök hücre karakterini, EMT sürecini ve tümör hücrelerinin migrasyon kapasitesini etkili bir şekilde baskıladığını kanıtlamıştır. Özellikle LGR5'in ATC'de farklılaşmadan ziyade, doğrudan kök hücrelilik ve agresif fenotip ile ilişkili kritik bir düzenleyici olduğu ortaya konulmuştur. Bununla birlikte, her iki yaklaşımın da, özellikle radyoiyot tutulumu için elzem olan SLC5A5 ekspresyonu baz alındığında, tümör rediferansiyasyonunu sağlamada sınırlı kaldığı veya etkisiz olduğu belirlenmiştir. Bu veriler ışığında; LGR5, ATC'nin agresifliğini kırmak için yeni ve güçlü bir terapötik hedef olarak öne çıkarken; MAL-II ise anti-kanser ve anti-metastatik potansiyeli yüksek bir aday molekül olarak değerlendirilmiştir. Gelecek stratejilerde, bu yaklaşımların farklılaşmayı tetikleyen ajanlarla kombine edilmesi, ATC tedavisinde daha etkili klinik sonuçlar sunabilir.
Özet (Çeviri)
Anaplastic thyroid cancer (ATC) is recognized as an aggressive malignancy characterized by high metastatic potential, resistance to treatment, and dedifferentiation. This aggressive phenotype is attributed to the suppression of differentiation genes, loss of radioiodine uptake, epithelial-mesenchymal transition (EMT), and an expansion of the cancer stem cell-like population. Consequently, the loss of thyroid cell differentiation is directly correlated with cancer progression and malignant characteristics. For this reason, inducing redifferentiation and targeting cancer stem cells represent promising therapeutic strategies for ATC. Maackia amurensis leukoagglutinin (MAL-II) is a plant lectin known to suppress the tumorigenic and malignant characteristics of ATC cells without affecting normal thyroid cells. This lectin specifically binds to α-2,3-linked sialic acid motifs located terminally on glycan chains. Given that the surface of ATC cells is rich in these motifs, MAL-II exhibits significant anti-proliferative and anti-metastatic effects. Based on this scientific foundation, this study investigated the effects of the MAL-II on the Wnt/β-catenin signaling pathway, cancer stem cell population, differentiation, and EMT processes, all of which play a critical role in ATC pathogenesis. Furthermore, our previous research has shown that MAL-II treatment reduces the expression of the LGR5 gene, which has been shown to be associated with the Wnt/β-catenin pathway in many cancers but whose functions in ATC are not yet fully understood. Therefore, defining the role of LGR5 in ATC pathogenesis is another key objective of this study. In light of these objectives, cancer stem cell markers and the activity of the Wnt/β-catenin pathway were analyzed using qPCR and Western blotting methods, stem cell population by flow cytometry, cell motility by in vitro scratching/trans-well assays, and functional capacity of stemness by thyrosphere formation assay in the MAL-II-treated and LGR5 gene expression-suppressed groups. The findings revealed that in the MAL-II-treated experimental groups, compared to the control group, thyroid cancer stem cell markers (CD44, SOX9, OCT4), Wnt/β-catenin pathway mediators (active β-catenin, pGSK3β-Ser9), mesenchymal markers (N-cadherin, Slug), ALDH+ cell population, and thyrosphere formation capacity were significantly reduced, while the gene expression and protein levels of E-cadherin, which are markers of epithelial character, increased. Furthermore, to elucidate the function of LGR5 in ATC, in the group where LGR5 gene expression was suppressed via LGR5-siRNA, a significant decrease was observed in stem cell markers (CD44, SOX9, OCT4), ALDH+ cell population, thyrosphere formation, and Wnt/β-catenin pathway mediators (active β-catenin, pGSK3β-Ser9), similar to the MAL-II treated group. This decrease was accompanied by a decrease in mesenchymal markers (N-cadherin, vimentin, slug) and an increase in E-cadherin, a marker of epithelial characteristics. However, suppression of LGR5 gene expression reduced the motility capacity of ATC cells. To further investigate the effects of MAL-II treatment and LGR5 silencing on differentiation processes in ATC cells, the expression levels of thyroid-specific differentiation markers (NKX2-1, TTF2, PAX8, SLC5A5, and TSHR) were analyzed and compared with control groups. Although LGR5 is known to be associated with developmental and differentiation pathways in many other cancer types, our findings indicate that it does not significantly contribute to differentiation processes in ATC cells. Furthermore, while MAL-II treatment was found to be partially effective in inducing redifferentiation, it remained insufficient to increase the expression of SLC5A5, which is critical for radioiodine uptake. In conclusion, this study clarifies the functional roles of MAL-II and LGR5 at the molecular level in ATC pathogenesis, which is characterized by high metastatic potential and drug resistance. The results indicate that both MAL-II treatment and LGR5 silencing effectively suppress cancer stem cell properties, EMT, and cell migration capacity, while significantly attenuating the activity of Wnt/β-catenin pathway. Specifically, LGR5 is shown to be a key regulator directly associated with stem cell behavior and the aggressive phenotype, rather than differentiation. However, it was determined that both approaches were limited or ineffective in achieving tumor redifferentiation, particularly considering the expression of SLC5A5, which is crucial for radioiodine uptake. In light of these findings, LGR5 emerges as a novel and potent therapeutic target for mitigating ATC aggressiveness, while MAL-II is evaluated as a candidate molecule with high anti-cancer and anti-metastatic potential. In future strategies, combining these approaches with differentiation-inducing agents may yield more effective clinical outcomes in the treatment of ATC.
Benzer Tezler
- Maackia amurensis lökoaglutininin insan anaplastik tiroit karsinomasında alternatif kırpılma olaylarına etkisi
Effects of Maackia amurensis leukoagglutinin on alternative splicing events in human anaplastic thyroid carcinoma
GÖKHAN ŞENER
- Tiroid kanserinde Maackia amurensis lektin uygulamasıyla oluşan etkilerin moleküler mekanizmasının araştırılması
Investigation of molecular mechanism of the effects occuring with Maackia amurensis lectin treatment on thyroid cancer
SUNA BEKTAŞ
- Koyun (Ovis aries) ve keçi (Capra hircus)'de duodenum mukozasındaki glikokonjugatların lektin histokimyasal karakterizasyonu
Lectin histochemical characterization of glycoconjugates in mucosa of duodenum in the sheep (Ovis aries) and goat (Capra hircus)
HATİCE GÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KENAN ÇINAR
- Bombyx mori'nin yeni hemapoietik organında neu5ac(α2,3)galβ1,4glcnac, neu5ac(α2,6)gal/galnac,galβ1,3galnac ve galnac şekerlerin altın işaretli lektinlerle belirlenmesi
Detection of neu5ac(α2,3)galβ1,4glcnac, neu5ac(α2,6)gal/galnac,galβ1,3galnac and galnac by lectin labelled gold in new hemapoietic organ of bombyx mori
SAVAŞ İZZETOĞLU
Doktora
Türkçe
2006
BiyolojiEge ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SABİRE KARAÇALI
- Galleria mellonella (Lepidoptera)'da bileşik göz ommatidyumlarında ince yapının, hücre farklılaşmasının ve sialik asitlerin belirlenmesi
Determination of fine structure, cell differentiation, and sialic acids in compound eye of Galleria mellonella (Lepidoptera)
MEHMET SALİH YIKILMAZ