تحديد الجينات المرتبطة بالتهاب الحديد ونقص الأكسجة في الخلايا السلائف قليلة التغصن المشتقة من iPSC من مرضى التصلب المتعدد

Xia Zhang; Yuming Wang; Ruifang Sui; Yong Zhong; Ping Yi

doi:10.3791/67055

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة بحثية

تحديد الجينات المرتبطة بالتهاب الحديد ونقص الأكسجة في الخلايا السلائف قليلة التغصن المشتقة من iPSC من مرضى التصلب المتعدد

849 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/67055

⸱

مارس 7, 2025

Xia Zhang^*¹ , Yuming Wang^*² , Ruifang Sui¹ , Yong Zhong¹ , Ping Yi²

¹Department of Ophthalmology, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College Hospital, ²Department of Spine Surgery, China-Japan Friendship Hospital

^* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

تقدم هذه الدراسة رؤى جديدة حول التفاعلات بين نقص الأكسجة والتهاب الحديد والتسلل المناعي في التسبب في التصلب المتعدد (MS) عبر تحليل المعلوماتية الحيوية. من خلال استخدام تحليل شبكة التعبير المشترك الجيني المرجح (WGCNA) وتحليل التفاعل بين البروتين والبروتين (PPI) ، حددنا ثلاثة جينات محورية محورية (ITGB1 و ITGB8 و VIM).

الملخص

التصلب المتعدد (MS) هو اضطراب التهابي مزمن يتميز بإزالة الميالين ، مع فشل إعادة الميالين مما يؤدي إلى فقدان المحور العصبي التدريجي في المراحل المزمنة. تعتبر الخلايا السلائف قليلة التغصن (OPCs) ضرورية لإعادة تكوين الميالين. تشير الدراسات الحديثة إلى أن كلا من نقص الأكسجة والقنب الحديدي يلعبان أدوارا حاسمة في التمايز الوظيفي لمركبات OPCs. يسعى هذا البحث إلى تحديد الجينات الرئيسية المرتبطة بنقص الأكسجة والقطيبات الحديدية وخصائص التسلل المناعي في OPCs المشتقة من الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) لمرضى التصلب العصبي المتعدد وبناء نموذج تشخيصي يركز على هذه الجينات المحورية.

قمنا بتحليل بيانات التعبير الجيني من مجموعات البيانات GSE196575 و GSE147315 وقارنا مرضى التصلب العصبي المتعدد بالأفراد الأصحاء. باستخدام تحليل شبكة التعبير المشترك الجيني المرجح (WGCNA) ، حددنا جينات الوحدة الأولية والجينات الأساسية المرتبطة بنقص الأكسجة والتهاب الحديد ومرض التصلب العصبي المتعدد. كانت درجة Z لموت الحديد ودرجة نقص الأكسجة Z المحسوبة عن طريق تحليل تباين مجموعة الجينات (GSVA) أكبر في OPCs المشتقة من iPSC لمرضى التصلب العصبي المتعدد من تلك الخاصة بالمجموعة الضابطة. ترتبط الجينات المتورطة في الغالب بمسار PI3K / Akt / mTOR ، كما تم تحديده من خلال تحليلات تخصيب مسار علم الوجود الجيني (GO) وموسوعة كيوتو للجينات والجينومات (KEGG).

كشفت شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI) من الجينات الحاسمة عن 10 جينات محورية مركزية (COL4A1 و COL4A2 و ITGB5 و ITGB1 و ITGB8 و ITGAV و VIM و FLNA و VCL و SPARC). تم التحقق من صحة التعبير القوي ل ITGB1 و ITGB8 و VIM في مجموعة بيانات GSE151306 ، مما يدعم دورها كجينات محورية رئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء شبكة تفاعل بين عوامل النسخ (TFs) والجينات المحورية عبر العلاقات التنظيمية النسخية التي تم الكشف عنها بواسطة النص المستند إلى الجملة (TRRUST) ، والتي حددت خمسة TFs رئيسية. يمكن أن تساعد نتائج هذه الدراسة في توضيح المؤشرات الحيوية الجديدة أو الأهداف العلاجية لمرض التصلب المتعدد.

المقدمة

التصلب المتعدد (MS) هو حالة التهابية مزمنة تتميز بإزالة الميالين ، وتصيب ما يقرب من 2.5 مليون شخص على مستوى العالم. يظهر غالبية الأشخاص الذين تم تشخيص إصابتهم بمرض التصلب العصبي المتعدد مسار مرض الانتكاسي (RR). خلال مرحلة الانتكاس، يؤدي الالتهاب الحاد إلى فقدان لا مفر منه من المايلين والمحاور. على العكس من ذلك ، أثناء المغفرة ، يمكن إصلاح آفات إزالة الميالين عن طريق إعادة تكوين الميالين ، مما يوفر دعما غذائيا للمحاور ومنع فقدان المحاور العصبي^{التدريجي 1}. يحدث فشل إعادة تكوين الميالين في المراحل المزمنة من مرض التصلب العصبي المتعدد ويؤدي إلى التنكس المحوري^{التدريجي 2}.