Understanding the Role of Insulin Receptor Substrate 1 (irs1) Dependent Signal Transduction Network in Development of Glioblastoma Multiforme in in Vitro.

Abstract

Beynin temel enerji kaynağı glukozdur ve beyin, glukozu yoğun bir şekilde kullanmaktadır. Dolayısıyla beynin fizyolojik rolünü yerine getirmesi, glukoz metabolizmasının sıkı bir şekilde kontrolü ile sağlanmaktadır. İnsülin Reseptör Substrat (IRS) proteinleri, glukoz metabolizmasının regülasyonunda rol alan en önemli adaptör proteinlerdir. IRS1 bu protein ailesinin üzerinde en çok çalışılan elemanıdır. IRS1, kanserle ilgili birçok reseptörle etkileşime geçmektedir ve literatürde IRS1'in meme, akciğer, prostat, böbrek gibi birçok kanser türünde ekspresyon artışı gösterilmiştir. Yapılan çalışmalarda merkezi sinir sistemi tümörlerinden biri olan medulloblastomda da IRS1 ekspresyonunun arttığı gösterilmiştir. Bizde bu bilgiler ışığında, IRS1'in merkezi sinir sisteminin bir diğer önemli tümörü olan glioblastoma multiforme (GBM) gelişiminde de böyle bir ekspresyon artışı olabileceğini düşündük. Buradan yola çıkarak in vitro ortamda IRS1 bağımlı sinyal iletim ağının GBM gelişimindeki rölünü belirlemeyi amaçladık. Çalışmada, U-87 MG hücre hattı kullanıldı. IRS1 proteinin ekspresyonunu U-87 MG hücrelerinde arttırmak amacıyla pcDNA3.1-flag tagged-insan IRS1 ekspresyon vektörü lipofektamin aracılığı ile hücrelere transfekte edildi. Ektopik IRS1 ekspresyon artışının GBM hücrelerinin sağkalımı üzerindeki fonksiyonel etkisi MTT analizi, insülin sinyali üzerindeki moleküler etkisi western blot analizi ile belirlendi. Elde ettiğimiz sonuçlar, ektopik IRS1 ekspresyon artışının GBM hücre sağkalımını arttırdığını göstermektedir. Ayrıca, IRS1 ekspresyon artışının, insülin indüklü Grb2, ERK ve AKT proteinlerinin aktivasyonlarında artış gerçekleştirdiği saptanmıştır. Çalışmamız, GBM hücrelerinde IRS1 ekspresyon ve aktivasyon artışının, hücre sağkalımını AKT aktivasyonu aracılığıyla arttırdığını ortaya koymaktadır. Anahtar Kelimeler: Beyin Tümörleri, Glioblastoma Multiforme, IRS1, İnsülin Reseptör Substrat Proteinleri (IRS), İnsülin Sinyali.

Glucose is the primary energy source in brain and it is extensively used in brain cells. Therefore, the brain performs its physiological role through the strict regulations of glucose metabolism. Insulin Receptor Substrate (IRS) proteins are the most important adapter proteins involved in the regulation of glucose metabolism. IRS1 is the most studied member of this family. It interacts with many cancer-related receptors and studies have shown that its overexpression is associated with many cancer types such as breast, lung, prostate and kidney. In addition to these cancer types, increased IRS1 expression has also been shown in medullablastoma is one of the central nervous tumors. Under the light of these studies, we thought that IRS1 expression might increase in Gliblastoma Multiforme (GBM) is one of the most important type of central nervous system tumors. Therefore, we aimed to figure out the role of IRS1 signaling network in the development of GBM. In this study, U-87 MG cell line was used. In order to increase the expression of IRS1 in GBM cells, U-87 MG cells were transfected with pcDNA3.1 flag-tagged-human IRS1 expression vector by lipofectamine. Functional and molecular effects of ectopic IRS1 overexpression on survival of GBM cells and insulin signaling were determined by MTT analysis and westen blotting, respectively. Our results suggested that ectopic IRS1 overexpression led a increase in cell survival. We also detected that expressions/activations of Grb2, ERK and AKT proteins increased through IRS1 overexpression in U-87 MG cells. Our study showed that increased IRS1 expression and activation promote cell viability via AKT activation. Keywords: Brain Tumors, Glioblastoma Multiforme, IRS1, Insulin Receptor Substrate Proteins (IRS), Insülin Signal.