Colon cancer is the third most common form of cancer with approximately 655,000 deaths worldwide annually and the second principal cause of cancer-related death in the Western world. Studies focusing on genomic instability and cell culture in recent years have shown that there is a statistically significant link between tobacco smoking and colorectal cancer. Although nicotine is one of the most potent chemical in tobacco, it was not studied extensively in colorectal cancers. Nicotine works as an agonist of nicotinic acetylcholine receptors and modulates the intracellular calcium concentrations hence deregulating multiple signal transduction pathways (e.g., PI3K/AKT, MAPK, mTOR). It has been shown that nicotine accelerates cell proliferation while it increases cell migration, metastasis and angiogenesis, and inhibits apoptosis in lung and gastric cancers. The aim of this study was to give more insight into the association between nicotine and colon cancer by investigating the gene expression profiles of SW620 colon adenocarcinoma cells under 48h 1µM nicotine treatment at different serum levels to reflect molecular response to growth factor-induced and ?depleted conditions (10% FBS or 0.1% FBS). We used multiple approaches including cell culture techniques, microarray technology, and gene-network analysis to assess the effects of nicotine on cell proliferation and transcriptome profile. Furthermore, the selected genes that are involved in cell cycle and apoptosis were used to confirm and evaluate the transcriptome analysis results with real time qRT-PCR and Western Blot techniques. In this project, our findings indicated that serum starvation of SW620 colon adenocarcinoma cell line resulted in decreased cell proliferation, which could be rescued by 1µM nicotine via deregulation of multiple pathways including cell cycle, apoptosis, Ca2+ signaling, and ribosomal protein expression. This study implicated that nicotine-, thus acetylcholine-mediated signaling may have an important role in tumor development and metastasis.

Kolon kanseri her yıl dünyada 655.000'e yakın kişinin ölümüne sebep olmakta dünyada en üçüncü, Batı dünyasında ise kanserle ilgili ölümlere sebep olmakta ikinci sıra bulunan kanser tipidir. Son yıllarda genomik kararsızlıklarla ilgili yapılan çalışmalar sigara kullanmakla kolorektal kanser arasında istatistiksel olarak kayda değer bir ilişki olduğunu göstermiştir. Sigarada bulunan kimyasallar içinde nikotin, sigaranın etkisini belirlemede çok önemli bir yer teşkil etmesine rağmen, kolorektal kanser araştırmalarında çok fazla kullanılmamıştır. Nikotinik kolinerjik reseptörlerine agonist olarak bağlanan nikotin, hücre içi kalsiyum konsantrasyonu üzerine etki ederek bir çok sinyal yolağının (PI3K/ AKT, MAPK, mTOR yolakları gibi) düzensizleşmesine, aktif ya da inaktif olmasına neden olur. Nikotin üzerine yapılan çalışmalar göstermiştir ki, nikotin hücre çoğalmasını hızlandırmakla beraber hücre göçü, hücre metaztazı, ve anjiyogenez (damar gelişmesini) olaylarını da arttırmakta, ayrıca akciğer ve gastrik kanserlerde apoptozu engellemektedir. Bu çalışmamızda, SW620 kolon adenokarsinom hücrelerini farklı serum şartlarında, 48 saat boyunca 1µM nikotine maruz bırakarak nikotin-kolon kanseri ilişkisini aydınlatmayı amaçladık. Bu amacımız doğrultusunda, hücre kültürü teknikleri, mikrodizin teknolojisi ve gen-ağ analizleri içeren yaklaşımlar kullanarak nikotinin hücre çoğalması ve gen ifadesi profiline olan etkisini araştırdık. Bunların yanında, apoptozda veya hücre döngüsünde görev alan ve mikrodizinde etkili bir biçimde ifade olan genleri belirleyerek bu genleri nicel gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ve ?Western blot? tekniklerinde kullanarak mikrodizin çalışmasının doğrulamasını yaptık. Bu çalışmada, serumdan mahrum bırakılan SW620 kolon adenokarsinom hücrelerinin çoğalmasında belirgin bir azalma olmasına rağmen, aynı serum şartlarında 1µM konsantrasyondaki nikotin sayesinde hücreler hücre döngüsü, apoptoz, kalsiyum iyonu ve ribosomal protein yolakları gibi çeşitli sinyal yolaklarının aktivitelerini değiştirerek çoğalma özelliklerini belirli bir derecede geri kazanmıştır. Bu çalışma göstermiştir ki nikotin tarafından, bundan hareketle asetilkolin tarafında düzenlenen hücre içi sinyaller tümor gelişimi ve metaztaz mekanizmalarında önemli bir etken teşkil etmektedir.