הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר מחקר

זיהוי גנים הקשורים לפרופטוזיס והיפוקסיה בתאי אוליגודנדרוציטים שמקורם ב-iPSC מחולי טרשת נפוצה

892 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/67055

⸱

7 במרץ 2025

 ,  ,  ,  , 
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

במאמר זה

סיכום

מחקר זה מספק תובנות חדשות לגבי האינטראקציות בין היפוקסיה, פרופטוזיס וחדירה חיסונית בפתוגנזה של טרשת נפוצה (MS) באמצעות ניתוח ביואינפורמטיקה. על ידי שימוש בניתוח רשת ביטוי גנים משוקלל (WGCNA) וניתוח אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI), זיהינו שלושה גנים מרכזיים מרכזיים (ITGB1, ITGB8 ו-VIM).

תקציר

טרשת נפוצה (MS) היא הפרעה דלקתית כרונית המאופיינת בדמיאלינציה, כאשר רמיאלינציה כושלת מובילה לאובדן אקסון מתקדם בשלבים כרוניים. תאי מבשר אוליגודנדרוציטים (OPCs) הם קריטיים לרמיאלינציה. מחקרים אחרונים מצביעים על כך שגם היפוקסיה וגם פרופטוזיס ממלאים תפקידים מכריעים בהתמיינות הלא מתפקדת של OPCs. מחקר זה מבקש לזהות גנים מרכזיים הקשורים להיפוקסיה ופרופטוזיס ומאפייני חדירה חיסונית ב-OPCs שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSCs) של חולי טרשת נפוצה ולבנות מודל אבחנתי המתמקד בגנים מרכזיים אלה.

ניתחנו נתוני ביטוי גנים ממערכי הנתונים של GSE196575 ו-GSE147315 והשווינו חולי טרשת נפוצה עם אנשים בריאים. באמצעות ניתוח רשת ביטוי גנים משוקלל (WGCNA), איתרנו גנים ראשוניים של מודול וגנים חיוניים הקשורים להיפוקסיה, פרופטוזיס וטרשת נפוצה. ציון הפרופטוזיס Z וציון ההיפוקסיה Z שחושבו באמצעות ניתוח וריאציה של סט גנים (GSVA) היו גבוהים יותר ב-OPCs שמקורם ב-iPSC של חולי טרשת נפוצה מאשר בקבוצת הביקורת. הגנים המעורבים קשורים בעיקר למסלול PI3K/Akt/mTOR, כפי שזוהה באמצעות ניתוחי העשרה של אונטולוגיה גנטית (GO) ואנציקלופדיה של קיוטו לגנים וגנומים (KEGG).

רשת אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI) של גנים חיוניים חשפה 10 גנים מרכזיים (COL4A1, COL4A2, ITGB5, ITGB1, ITGB8, ITGAV, VIM, FLNA, VCL ו-SPARC). הביטוי החזק של ITGB1, ITGB8 ו-VIM אומת במערך הנתונים של GSE151306, ותמך בתפקידם כגנים מרכזיים. בנוסף, רשת אינטראקציה בין גורמי שעתוק (TFs) וגנים מרכזיים הוקמה באמצעות קשרי רגולציה של שעתוק שנפרמו על ידי טקסט מבוסס משפט (TRRUST), שזיהה חמישה TFs מרכזיים. תוצאות מחקר זה עשויות לסייע בהבהרת סמנים ביולוגיים חדשים או מטרות טיפוליות לטרשת נפוצה.

מבוא

טרשת נפוצה (MS) היא מצב דלקתי כרוני המאופיין בדמיאלינציה, המשפיע על כ-2.5 מיליון אנשים ברחבי העולם. רוב המאובחנים עם טרשת נפוצה מציגים מהלך מחלה התקפי-הפוגתי (RR). במהלך שלב ההישנות, דלקת חריפה מובילה לאובדן בלתי נמנע של מיאלין ואקסונים. לעומת זאת, במהלך הפוגה, ניתן לתקן נגעי דה-מיאלינציה על ידי רמיאלינציה, מתן תמיכה טרופית לאקסונים ומניעת אובדן אקסון מתקדם1. כשל ברמיאלינציה מתרחש בשלבים הכרוניים של טרשת נפוצה ומוביל לניוון אקסונלי מתקדם2.

תהליך הרמיאלינציה נמצא בקורלציה קריטית עם תאי מבשר אוליגודנדרוציטים (OPCs), הכוללים התפשטות ונדידה של OPCs כדי להתמיין לאו....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הורדת נתונים ועיבוד מקדים

  1. הורד את מערכי הנתונים GSE196575 ו-GSE147315 מ-Gene Expression Omnibus (GEO).
  2. מזג את שני מערכי הנתונים והסר אפקטים של אצווה, באמצעות פלטפורמת ניתוח מקוונת (ראה טבלת חומרים).
    1. בחר את מודול הביטוי | מודול מיזוג נתונים. העלה את שני קבצי מטריצת הביטוי כקבצי קלט ולחץ על הפעל כדי להפיק אוטומטית את המטריצה הממוזגת.
    2. צור קובץ ביאורים לדוגמה כגיליון אלקטרוני.
    3. בחר את מודול הביטוי | הסר מודול אפקט אצווה. הזן את קובץ ההערות והמטריצה הממוזגת ולחץ על הפעל

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

מערך הנתונים הממוזג המורכב מארבעה אנשים בריאים כבקרות ותשעה אנשים עם טרשת נפוצה (PwMS), נותח ולאחר מכן אומת במערך נתונים אחר של ארבעה PwMS וארבעה בקרות בריאות. פרוטוקול הניתוח מוצג באיור 1, והמידע המפורט של כל הדגימות מופיע בטבלה משלימה S1. באמצעות הניתוח, זוהו 706 גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי (DEGs, p < 0.01), מתוכם 378 גנים היו מווסתים ו-328 גנים מתוכם היו מווסתים בחולי טרשת נפוצה בהשוואה לקבוצת הביקורת (איור 2). ניתוח העשרה .......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

בהתחשב בתפקידו המרכזי בתהליך הרמיאלינציה, הנדידה, ההתמיינות והמוות של OPCs נקבעו זה מכבר כגורמים מכריעים בפתוגנזה של טרשת נפוצה ומטרות טיפוליות של טרשת נפוצה. ניוון עצבי מתקדם שאינו תלוי בדלקת נצפה בכל שלושת הסוגים של טרשת נפוצה19, ואובדן בולט של אוליגודנדרוציטים נצפה במרכז הנגעים הדמיאליניים20מה שמרמז על כך שהפרעות ראשוניות בתאי שושלת אוליגודנדרוציטים יכולות להאיץ את התקדמות הטרשת הנפוצה.,

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין אינטרסים מתחרים להצהיר שהם רלוונטיים לתוכן מאמר זה.

תודות

מחקר זה נתמך ומומן על ידי מימון המחקר הקליני של בית החולים הלאומי ברמה גבוהה (2022-PUMCH-B-103). המחברים רוצים להודות לד"ר שואנג סונג, המחלקה לביוסטטיסטיקה, בית הספר לבריאות הציבור של הרווארד, אוניברסיטת הרווארד, על העצות וההדרכה החשובות שלה בשלב התיקון של מאמר זה.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
BioInfoTools/אתר ניתוח מקוון http://biowinford.site:3838/patrick_wang87/
Cytoscape/bioinformatics תוכנת ניתוח רשת
GSE196575,GSE147315 ו-GSE151306/RNA-seq ממערך הנתונים של GEO
OmicshareGENE DENOVOhttps://www.omicshare.com/tools/Home/Soft/getsoft
R-studioRStudio, IncR תוכנת סביבת פיתוח משולבת
כלי ניתוח מקוונים

מקורות

  1. Fünfschilling, U., et al. Glycolytic oligodendrocytes maintain myelin and long-term axonal integrity. Nature. 485 (7399), 517-521 (2012).
  2. Nishiyama, A., et al. Polydendrocytes (NG2 cells): multifunctional cells with lineage plasticity. Nat....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

גנים של פרופטוזיסגנים של היפוקסיהOPCs המופקים מ-iPSCניתוח ביטוי גניםביטוי גנים משותף משוקללמסלול PI3K Akt mTORאינטראקציה בין חלבוניםחדירה חיסונית

מאמר זה פורסם

הסרטון יגיע בקרוב

צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.