Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 161-188.

Background and objectives: Dipeptidyl peptidase -4 enzyme (DPP-4) is a membrane associated peptidase exerts pleotropic effects and known to be associated with immune stimulation as well as resistance to anti-cancer agents. In addition, dysregulated DPP-4 expression was reported in various malignant tumors, including hepatocellular carcinoma (HCC) therefore using the DPP-4 inhibitors such as sitagliptin, could help in exploring the role of DPP-4 enzyme in cancer. Growing evidence has indicated that vitamin D regulates cell proliferation and differentiation, in addition to immunomodulatory, anti-inflammatory and anti-fibrotic properties. Accordingly, the present study was conducted to investigate the possible beneficial effects of sitagliptin and vitamin D on diethylnitrosamine (DEN)-induced hepatic preneoplasia. Methods: In vitro: the effect of sitagliptin, vitamin D or their combination on gene expression of Bcl2, BAX, p53 and BAX/Bcl2 ratio in HepG2 cells was investigated. In vivo: Hepatic preneoplasia was induced in Swiss albino male mice by giving overnight fasted animals 5 consecutive doses of DEN (75 mg/kg/week). Oral treatment with sitagliptin (100 or 50 mg/kg/day) or vitamin D (200 IU/kg/day) was initiated either2 weeks before DEN injection (first protocol) or 1 week after first dose of DEN injection (second protocol). At the end of the experiment, serum liver enzymes were measured. Tissue levels of GGT, DPP-4, TNF-α, IL-6, CYP2E1 and CYP3A4 were also estimated. DNA damage in liver tissue was investigated using comet assay. Moreover, histopathological and morphometric study of liver tissue as well as immunohistochemical detection of GST-P, PCNA and NF-κB was performed. Key findings: In vitro: vitamin D, sitagliptin or their combination exerted cytotoxic effect on HepG2 cells and significantly increased BAX, p53, BAX/Bcl2 ratio while significantly decreased Bcl2 gene expression. In vivo: In the first protocol, either sitagliptin or vitamin D alone significantly decreased AST, ALT, ALP, GGT, DPP-4, TNF-α, IL6, CYP2E1, DEN-induced DNA damage, GST-P and while increasing CYP3A4 enzyme. In addition, each of them normalized NF-κB and PCNA as well as improved measured morphometric parameters. Combined administration of sitagliptin and vitamin D caused significant improvement in all measured parameters more than either treatment alone. In the second protocol, both sitagliptin and vitamin D exerted better effects on all measured parameters than that of the first protocol. Conclusion: Current results reflect the potential role of DPP-4 enzyme in cancer, as well as opens new window for vitamin D in cancer management

الخلفية والأهداف: انزيم ثنائي الببتيديل بيبتيديز 4 هو عبارة عن انزيم مرتبط بالغشاء الخلوى وله آثارا قوية على تثبيط مقاومة الجسم للأدوية المضادة للسرطان. . وبالإضافة إلى ذلك، لقد اكتشف أنه قد يوجد خلل في هذا الانزيم في مختلف الأورام الخبيثة، بما في ذلك السرطان الكبدي، وبالتالي فإن إستخدام مثبطات " انزيم ثنائي الببتيديل بيبتيديز- 4 مثل سيتاجليبتين، يمكن أن يساعد في أستكشاف دور الإنزيم في السرطان. تشيرعدة أدلة إلى أن فيتامين د له تأثير قوي على انتشار الخلايا السرطانية وتمايزها، بالإضافة إلى الخواص المناعية المضادة للالتهابات. وبناء على ذلك، تم إجراء هذه الدراسة للتقصي من الآثارالمستفادة المحتملة لمادة سيتاجليبتين (مثبط انزيم ثنائي الببتيديل بيبتيديز4) و فيتامين د على المراحل الأولية لسرطان الكبد في الفئران باستخدام المادة المسرطنة دايايثيلنيتروزامين
الطرق المستخدمة في المختبر: تم تقصي تأثير سيتاجليبتين وفيتامين د على خلايا HepG2
في الجسم الحي في الفئران:
تم تحفيزحدوث المراحل الأولية للورم الكبدي بإعطاء الحيوانات 5 جرعات متتالية من مادة دايايثيلنيتروزامين(75) ملغم/كغم/أسبوع إما بعد أسبوعين من العلاج(وهذاهوالبروتوكول الأول) أو قبل أسبوع واحد من العلاج (البروتوكول الثاني.
وقد تم قياس أنزيمات الكبد والإنزيم DPP4 والعلامات الحيوية الالتهابية وأنزيمات السيتوكروم بي وعلاوة على ذلك أجريت دراسة تشريحية لأنسجة الكبد والكشف المناعي الكيميائي لكل من PCNA,GST-P,NFKBو TNF-α و IL-6 و CYP2E1 و CYP3A4. وقد أستخدم فحص بصرية الكهروضوئية لمعرفة درجة تلف الحمض النووي في أنسجة الكبد. وعلاوة على ذلك، أجريت دراسة تشريحية لأنسجة الكبد والكشف الكيميائي المناعي عن مركبات GST-P,PCNA,NFKB
النتائج في المختبر: فيتامين D، أو سيتاجليتين أو كلاهما معا ادى الي زيادة جوهرية في نسبة BAX، p53، BAX/BCL2، بينما حدث انخفاض جوهري في نسبة الجينBCL2 .

النتائج في الجسم الحي: وقد أدى سيتاجليتين إلى انخفاض كبير في AST و ALP و DPP-4 و TNFألفا و IL6 والتلف الناتج عن DEN في الحمض النووي و GSTP، مع زيادة إنزيم CYP3A4.وعودة باقي العوامل الى معدلاتها الطبيعية.
قلل فيتامين د بشكل ملحوظ من تلف ال DNA الناتج عن دايايثيلنيتروزامين و GSTP- ، بينما زاد ال CYP3A4. ، فيتامين D أدى الى عودة باقى العوامل لمعدلاتها الطبيعية.
الاستنتاج: وتعكس النتائج الحالية الدور المحتمل لإنزيم دايبيبتيديل بيبتيديز 4 في علاج مرض السرطان، فضلا عن فتح نافذة جديدة للفيتامين د في علاج السرطان

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.