Prostat kanserinde rol oynayan potansiyel mrna:mirna:lncrna' ların etkileşim ağının biyoinformatik analizler ile belirlenmesi

Prostate cancer is the most common type of cancer in men and ranks second among the leading causes of cancer-related deaths. Despite its heterogeneous nature in terms of etiology and development, it is known that androgen hormones and the androgen receptor play a significant role in prostate cancer development. However, studies focusing on androgen hormones and receptors have not provided permanent solutions to halt disease progression. Therefore, it is important to identify new target molecules through bioinformatics methods and investigate how these molecules interact with each other and contribute to the development of prostate cancer. In addition to small synthetic molecular inhibitors, the functions of messenger RNA (mRNA), microRNA (miRNA), and long non-coding RNA (lncRNA) are also being explored in prostate cancer research. Prostate cancer pathogenesis involves the interaction of multiple genes and signaling pathways within a complex network structure, where mRNA, miRNA, and lncRNA play significant regulatory roles. The aim of this thesis is to identify candidate mRNA, miRNA, and lncRNA molecules that may be associated with prostate cancer and investigate their interactions using bioinformatics methods. To achieve this, prostate cancer-related datasets were selected from the GEO database based on specific criteria and analyzed using bioinformatics tools. Expression changes of RNA in GEO datasets were analyzed using GEO2R, while expression changes of RNA in TCGA datasets were analyzed using UALCAN and GEPIA bioinformatics tools. Furthermore, target mRNAs of candidate miRNAs were analyzed using TargetScan, miRDB, and miTarBase, and target lncRNAs were analyzed using the RNAInter internet tools. Correlation and survival analyses of candidate genes were performed using GEPIA, and enrichment analyses were conducted using EnrichR internet tools. The protein-protein interaction network was analyzed using the STRING database, and the constructed network structure was visualized using the Cytoscape software. As a result, candidate miRNAs identified in prostate cancer development were hsa-miR-133b, hsa-miR-222-3p, and hsa-miR-182-5p. Candidate mRNAs were identified as CDK5R1, YWHAG, RNF4, KPNA2, HIPK2, STHMN1, FOXO1, PPP1R12A, CCND2, and MITF. HPN-AS1, DGCR5, NFYC-AS1, ZNF674-AS1, TYMSOS, GAS5, ADAMTS9-AS2, PAXIP1-AS2, LINC01140, and LINC01018 were identified as candidate lncRNAs. The analyses revealed that these RNAs interact with each other, localize to the nucleus and other membrane-bound intracellular organelles, interact with the androgen receptor, play a role in overall / disease free survival, and participate in multiple cancer-related signaling pathways. These findings obtained through in silico methods can be further elucidated by supporting them with in vitro and in vivo approaches, providing more detailed insights into the interactions of these RNAs.Prostat kanseri erkeklerde en sık görülen kanser türü olup, kanserin yol açtığı ölüm nedenleri arasında ikinci sırada yer almaktadır. Etiyolojisi ve gelişimi açısından heterojen bir yapı sergilemesine rağmen, androjen hormonlarının ve androjen reseptörünün prostat kanseri gelişiminde önemli bir role sahip oldukları bilinmektedir. Günümüze kadar, androjen hormonu ve reseptörleri ile yapılan çalışmalar, hastalık progresyonunun durdurulması konusunda kalıcı çözümler sunamamıştır. Dolayısıyla, yeni hedef moleküllerin biyoinformatik yöntemlerle tanımlanması, bu moleküllerin birbirleriyle olan etkileşimleri ve etkiledikleri sinyal yolaklarının prostat kanserinin gelişimine nasıl katkıda bulundukları araştırılmalıdır. Yapılan çalışmalarda küçük sentetik moleküler inhibitörlere ek olarak mesajcı RNA, mikroRNA ve uzun kodlamayan RNA' ların fonksiyonları da araştırılmaktadır. Prostat kanseri patogenezinde birçok gen ve sinyal yolağının etkileşim içinde olduğu karmaşık bir ağ yapısı etkili olmakta ve bu ağ yapısında mRNA, miRNA ve lncRNA' ların önemli düzenleyici rolleri bulunmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, prostat kanseri ile ilişkili olabilecek aday mRNA, miRNA ve lncRNA' ların biyoinformatik yöntemler ile tanımlanıp, bu moleküllerin birbirleriyle olan etkileşimlerinin incelenmesidir. Bu amaçla, GEO veri tabanından prostat kanseri ile ilişkili veri setleri belirli kriterlere göre seçilip, biyoinformatik araçlarla analiz edilip, TCGA veri tabanından da bu aday genlerin ifade değişimlerinin kontrolleri yapılmıştır. GEO veri setlerindeki RNA' ların ifade değişimleri GEO2R ile, TCGA veri setlerindeki RNA' ların ifade değişimleri ise UALCAN ve GEPIA biyoinformatik araçları ile analiz edilmiştir. Bununla birlikte aday miRNA' ların hedef mRNA' ları TargetScan, miRDB ve miTarBase, hedef lncRNA' ları ise RNAInter internet araçları kullanılarak analiz edilmiştir. Aday genlerin korelasyon ve sağkalım analizleri GEPIA, zenginleştirme analizleri ise EnrichR internet araçları kullanılarak yapılmıştır. Protein-protein etkileşim ağının analiz edilmesinde STRING veritabanı, oluşturulan ağ yapısının görselleştirilmesinde ise Cytoscape yazılımı kullanılmıştır. Sonuç olarak, prostat kanseri gelişiminde saptanan aday miRNA' lar hsa-miR-133b, hsa-miR-222-3p ve hsa-miR-182-5p olarak saptanmıştır. Aday mRNA' lar CDK5R1, YWHAG, RNF4, KPNA2, HIPK2, STHMN1, FOXO1, PPP1R12A, CCND2 ve MITF olarak saptanmıştır. HPN-AS1, DGCR5, NFYC-AS1, ZNF674-AS1, TYMSOS, GAS5, ADAMTS9-AS2, PAXIP1-AS2, LINC01140 ve LINC01018 ise aday lncRNA' lar olarak saptanmıştır. Analizler sonrasında bu RNA' ların birbirleriyle etkileşim halinde oldukları; zenginleştirme ve yolak analizleri sonucunda nukleus ve diğer zarla çevrili hücre içi organellere lokalize oldukları; AR ile etkileştikleri, genel / hastalıksız sağkalımda rol oynadıkları ve kanserle ilişkili bir çok sinyal yolağında görev aldıkları saptanmıştır. In silico yöntemlerle elde edilen bu verilerin, in vitro ve in vivo yöntemlerle de desteklenmesiyle ilgili RNA' ların etkileşimleri daha ayrıntılı olarak ortaya konulabilecektir

Androjen duyarlı ve kastrasyona dirençli prostat kanseri hücre serilerinde androjen reseptörünü hedef alan miRNA' nın belirlenmesi ile hedef aldığı diğer genlerle gelişen direnç mekanizmasının incelenmesi

Prostat kanserli olgularda androjen reseptör (AR) sinyalleşmesi; hücre yaşamı, canlılığı, proliferasyonu, apoptoz ve anjiyogenezin uyarılması gibi temel biyolojik olaylar üzerinde etkili olmaktadır. Androjen ablasyon tedavilerine dirençli prostat kanseri hücre serilerinde, AR ekspresyonunun aşağı regülasyonu, hücre proliferasyonunu inhibe ettiğinin anlaşılması; kastrasyona dirençli prostat kanseri (KDPK) hücrelerinin çoğalmasında AR' nin büyük bir etkisi olduğunun kanıtı olmuştur. Günümüzde AR düzenleme mekanizmasına odaklanıp, AR' yi baskılamak için daha etkin stratejiler belirlemeye çalışılmakta ve prostat kanseri hastaları için yeni tedavi seçenekleri araştırılmaktadır. Ancak, KDPK için henüz etkin bir tedavi şekli bulunamamıştır. Bu sebeple, prostat kanseri hücrelerindeki direnç gelişimi mekanizması altında yatan moleküler değişikliklerin kapsamlı bir şekilde araştırılması gerekmektedir. Bugüne kadar AR mRNA ekspresyonunu hedef alan çok sayıda ve çeşitli küçük sentetik moleküler inhibitörler geliştirilmiştir. Bunlardan biri de miRNA' lardır. Çalışmamızda AR' yi hedef alan olası miRNA' lar in silico analiz ile belirlenmiştir. Bu miRNA' ların LNCaP, LNCaP-Abl ve LNCaP-104R2 prostat kanseri hücre serilerindeki ekspresyon profilleri, AR ve PSA genlerinin mRNA seviyesindeki ekspresyon değişimleri qPCR ile; miRNA transfeksiyonu ve DHT uygulaması sonrasında 5 günlük süreçte gerçekleşen hücre proliferasyonu da WST-1 yöntemiyle analiz edilmiştir. In silico analiz sonucunda, AR genini hedef aldığı düşünülen 86 adet miRNA tespit edilmiştir. Array analizi sonrasında miR-625 ve miR-874' ün KDPK hücre serilerinde androjene duyarlı hücre serisine göre anlamlı bir şekilde daha fazla eksprese edildiği saptanmış; sonraki analizlerde bu miRNA' ların ekspresyon seviyelerini düşürmek için "anti-miR" oligonukleotidleri kullanılmıştır. Anti-miRNA-874 veya anti-miRNA-625 transfeksiyonu ile belli günlerde hücre proliferasyonunda inhibisyon saptanmıştır. Ayrıca, anti-miR-874 veya anti-miR-625 transfeksiyonu sonrasında, kontrol hücre grubuyla kıyaslandığında AR gen ekspresyon seviyesinin tüm hücre serilerinde arttığı, PSA gen ekspresyonunun ise LNCaP-104R2 dışındaki diğer tüm hücre serilerinde arttığı saptanmıştır. Sonuç olarak, ileride miRNA uygulamalarının KDPK gelişimini önlemede yeni ve alternatif bir tedavi yöntemi olabileceğini düşünmekteyiz

CHRM3-Associated miRNAs May Play a Role in Bile Acid-Induced Proliferation of H508 Colon Cancer Cells

BACKGROUND: It was well defined that proliferative effects of bile acids on colon epithelium are through interaction with muscarinic-3 receptors. Recently, microRNA emerged as an important regulator of gene expression and has been implicated in pathogenesis of many malignancies. However, the interaction of CHRM3 and microRNAs and their potential effects on colon carcinogenesis remains to be elucidated. METHODS: In the current study, analysis of cell proliferation for 6 days after treatment with sodium taurolithocholate was analyzed by using WST-1 method. microRNAs which possibly target CHRM3 were identified by in silico analyses. Expression profiling of these microRNAs, expression changes of CHRM3 gene at mRNA level for H508 and SNU-C4 colon cancer cells were analyzed by quantitative polymerase chain reaction; the protein level of CHRM3 was analyzed using Western blot; apoptotic experiments were analyzed using the Annexin V assay. The Gene Ontology and the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analyses were performed using the miRPath v3.0. RESULTS: It was found that the expression level of CHRM3 gene was 6.133 ± 0.698-fold in H508 cells compared with SNU-C4 cells (P =.004). Treatment of H508 cells with sodium taurolithocholate caused 1.34 ± 0.4156-fold change in the expression level of CHRM3 gene (P =.0448). No apoptotic changes were observed in both colon cancer cells after treatment with sodium taurolithocholate. Different expression changes were detected of hsa-miR-129-5p, hsa-miR-30c-5p, hsa-miR-224-5p, hsa-miR-30b-5p, hsa-miR-522-3p, and hsa-miR-1246. Finally, hsa-miR-1246 and hsa-miR-522-3p could play a critical role in tumor development via bile acid-related genes in colon cancer. CONCLUSION: These findings reflected that CHRM3-dependent oncogenetic pathways might be in charge of colon cancer. We suggest that the microRNA expression profile of each individual colon cancer tissue is a unique digital signature

Decreased circulating microRNA-21 and microRNA-143 are associated to pulmonary hypertension

Background/aim: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by maladaptation of pulmonary vasculature which is leading to right ventricular hypertrophy and heart failure. miRNAs play a crucial role in the regulation of many diseases such as viral infection, cancer, cardiovascular diseases, and pulmonary hypertension (PH). In this study, we aimed to investigate the expression pattern of eight human plasma miRNAs (hsa-miR-21-3p, hsa-miR-143-3p, hsa-miR-138-5p, hsa-miR-145-3p, hsa-miR-190a, hsa-miR-204-3p, hsa-miR-206, hsa-miR-210-3p) in mild-to-severe PH patients and healthy controls.Materials and methods: miRNAs were extracted from the peripheral plasma of the PH patients (n: 44) and healthy individuals (n: 30) by using the miRNA Isolation Kit. cDNA was synthesized using All in-One First strand cDNA Synthesis Kit. Expression of the human plasma hsa-miR-21-3p, hsa-miR-143-3p, hsa-miR-138-5p, hsa-miR-145-3p, hsa-miR-190a, hsa-miR-204-3p, hsa-miR-206, hsa-miR-210-3p, and miRNAs were analyzed by qRT-PCR.Results: According to our results, in PH patients hsa-miR-21-3p and hsa-miR-143-3p expression levels were decreased by 4.7 and 2.3 times, respectively. No significant changes were detected in hsa-miR-138-5p, hsa-miR-145-3p, hsa-miR-190a, hsa-miR-204-3p, hsa-miR-206, and hsa-miR-210-3p expression levels between PH and control groups. In addition, considering the severity of the disease, it was observed that the decrease in miR-138, miR-143, miR-145, miR-190, mir-204, mir-206 and miR-208 expressions was significant in patients with severe PH.Conclusion: In the early diagnosis of PAH, hsa-miR-21-3p and especially hsa-miR-143-3p in peripheral plasma can be considered as potential biomarkers.Acknowledgments This work was supported by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Ege University (project number 16 -TIP -037) .Scientific Research Projects Coordination Unit of Ege University [16 -TIP -037