Cellular stress responses of long-lived and cancer-resistant naked mole-rats

Kansere ve yaşlanmaya karşı üstün direnci bulunan kör farelerin hücresel stres yanıtlarının araştırılması

Abstract

Objectives: Some organisms are long-lived and naturally resistant to cancer such as naked mole-rats (NMRs). Stu dies have shown that these animals can better tolerate stress due to mechanisms, such as upregulation of antio xidant pathways and improved proteostasis. In the present study, we aimed to analyze the tolerance against stress and the cellular mechanisms related to the stress response in NMR cells comparative to mouse cells. Materials and methods: NMR and mouse fibroblasts were exposed to cellular stresses including H2O2 and/or NaNO3 and the viability of the cells were analyzed. In addition messanger RNA (mRNA) expression of antioxidant transcription factor Nuclear factor erythroid-derived 2-like 2 (Nrf2) and its target gene NAD(P)H quinone dehydroge nase 1 (NQO1) were determined by qRT-PCR and compre hensive analysis of stress-related gene expression was performed by RNA-Sequencing in fibroblasts and induced pluripotent stem cells (iPSC). Results: Surprisingly, NMR fibroblasts were found to be more sensitive than mouse cells to H2O2 and NaNO3. Furt hermore, it was shown that fibroblasts and iPSCs mainly aren’t identical in the expression pattern of cellular defense signaling and several factors are mainly downre gulated in NMR iPSCs. Conclusions: Collectively, the data gained from the pre sent study help to improve the understanding of evolved mechanisms that contribute to stress resistance, aging and cancer.

Özet

Amaç: Çıplak kör fareler (ÇKF) sıra dışı uzunluktaki ömür süreleri ve kansere karşı dirençli olmaları ile dikkat çek mektedirler. Yapılan çalışmalar, bu hayvanların antioksi dan yolaklar ve proteostasis gibi mekanizmalarla strese karşı üstün dirençleri olabileceğini göstermektedir. Bu sebeple çalışmanın amacı, çıplak kör farelerin strese karşı dirençlerinin ve stres yanıtında rol oynayan temel meka nizmalarının laboratuvar farelerine karşı kıyaslanarak araştırılmasıdır. Gereç ve Yöntem: ÇFK ve fare fibroblast hücreleri, H2O2 ve/veya NaNO3 uygulamaları ile hücresel strese maruz bırakıldı ve hücrelerin canlılığı analiz edildi. Buna ek olarak, Nrf2 ve hedef geni olan NQO1 mRNA eks presyonları qRT-PCR tekniği ile belirlendi. Stres ile iliş kilendirilen temel mekanizmaların daha kapsamlı gen ekspresyonu analizinin yapılması için fibroblast ve indüklenmiş kök hücreleri (iPSC) RNA-sekanslama tek niği ile analiz edildi. Bulgular: Elde edilen bulgular ilginç bir şekilde ÇKF fib roblast hücrelerinin farelere göre H2O2 ve NaNO3 stresine karşı daha hassas olduğunu gösterdi. Bunun yanında, hücresel savunma mekanizmaları açısından fibroblast ve iPSC hücrelerindeki ekspresyonların paralel olmadığı ve bir çok faktörün ÇFK İPSC’lerinde azaldığı gözlendi. Sonuç: Elde edilen bu sonuçlar, yaşlanma ve kansere karşı geliştirilen stres direncinin aydınlatılmasına katkı sağlamaktadır.