Bu çalışma, Alzheimer hastalığı (AD) olan otuz üç bireyin tek çekirdekli transkriptomlarını analiz etti ve glial hücrelerde cinsiyete özgü DEG'leri ortaya çıkardı. Fonksiyonel zenginleştirme analizi sinaptik, nöral ve hormonla ilişkili yolakları vurguladı. Anahtar genler, yani NLGN4Y ve düzenleyicileri tanımlandı ve cinsiyete özgü AD için potansiyel terapötik adaylar önerildi.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Alzheimer Hastalığının Cinsiyet Özgüllüğü için Glial Transkriptom Profillerine Dayalı Biyobelirteç Tanımlaması
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Alzheimer hastalığında (AD) son zamanlarda cinsiyete özgü birçok biyobelirteç ortaya çıkmıştır; Bununla birlikte, serebral glial hücreler nadiren bildirilmiştir. Bu çalışma, GEO veritabanındaki otuz üç AD bireyinin frontal korteksinden 220.095 tek çekirdekli transkriptomu analiz etti. Cinsiyete özgü Diferansiyel Olarak İfade Edilen Genler (DEG'ler), astrositlerde 243, mikroglialarda 1.154 ve oligodendrositlerde 572 dahil olmak üzere glial hücrelerde tanımlanmıştır. Gen Ontolojisi (GO) fonksiyonel açıklama analizleri ve Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) yolak zenginleştirme analizleri, sinaptik, nöral ve hormonla ilgili yolaklarda fonksiyonel konsantrasyonu ortaya çıkardı. Protein-protein etkileşim ağı (PPI), astrositlerde MT3, CALM2, DLG2, KCND2, PAKACB, CAMK2D ve NLGN4Y'yi, mikroglia'da TREM2, FOS, APOE, APP ve NLGN4Y'yi ve oligodendrositlerde GRIN2A, ITPR2, GNAS ve NLGN4Y'yi anahtar genler olarak tanımladı. NLGN4Y, üç glia tarafından paylaşılan tek gendi ve AD'nin cinsiyet özgüllüğü için biyobelirteç olarak tanımlandı. Gen transkripsiyon faktörü (TF)-miRNA düzenleyici ağı, NLGN4Y ve hedef TCM'leri için anahtar düzenleyicileri tanımladı. Ecklonia kurome Okam (Kunbu) ve Herba Ephedrae (Mahuang) tanımlandı ve aktif bileşenlerin AD üzerindeki etkileri gösterildi. Son olarak, Kunbu ve Mahuang'ın zenginleştirme analizi, AD'nin cinsiyet özgüllüğü için terapötik adaylar olarak hareket edebileceklerini düşündürmektedir.
Giriş
Alzheimer hastalığı (AH), görülme sıklığı yüksek küresel bir hastalıktır ve demansın %60-80'ini oluşturur1. Yüksek insidansına rağmen, AH'nin mekanik patogenezi net olarak tanımlanmamıştır ve şimdiye kadar etkili bir terapötik yoktur2. AD'deki ana patolojiler nöronal atrofi ve başta mikrotübül ilişkili protein Tau ve β-amiloid (Aβ) olmak üzere patolojik döküntü birikimi olarak tanımlandı3,4. AD'nin patogenezi anormal otofaji, oksidatif stres, mitokondriyal disfonksiyon, inflamasyon ve enerji metabolizması bozukluğu ile ilişkilidir5. Preval....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Analizin 2'den 9'a kadar olan adımları R yazılımı kullanılarak uygulandı (Ek Şekil 1 ve Ek Dosya 1'e bakınız), geri kalan adımlar ise çevrimiçi platformlarda yürütüldü. Bu protokolde kullanılan veri tabanlarının ayrıntıları (web bağlantıları ile birlikte) Materyal Tablosunda verilmiştir.
1. Veri toplama
- Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nde halka açık Gene Expression Omnibus (GEO) veritabanına erişin.
- Arama kutusunda Alzheimer hastalığı adlı GEO verilerini arayın.
- Sağ tarafta En İyi Organizmaları
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Frontal glial transkriptom profillerinin SnRNA-seq analizi ve hücre tiplerinin açıklanması
Toplamda, 17 erkek AD ve 17 kadın AD'nin frontal korteksinde 220.095 çekirdek ve 32.077 gen elde edildi (Şekil 1A). UMAP grafiği, boyut azaltma analizinden sonra farklı çekirdek tiplerini gösteren toplam tek çekirdekli frontal transkriptomları görselleştirdi (Şekil 1B). 58.902 astrosit, 14.265 mikroglia, 77.466 oligodendrosit, 3.520 endotelyal, 25.252 u.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
AD19'un epidemiyolojisi, patolojisi ve klinik bulgularında cinsiyete özgülük tanımlanmıştır. Burada, Alzheimer hastalarında cinsiyete özgü glial genlerden ve ilgili yolaklardan "hormon-sinaps-nöron ekseni"nin potansiyel patolojik mekanizmasını doğruladık. NLGN4Y, üç glia'da paylaşılan tek gendi ve AD'nin cinsiyet özgüllüğü için biyobelirteç olarak seçildi. NLGN4Y'yi düzenleyen TF ve miRNA'lar, cinsiyet farklılıkları ve sinir sisteminin gelişimi ile güçlü bir şekilde bağlantılıydı. Ayrıca, hedef TC.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Bu yazıda herhangi bir çıkar çatışması yoktur ve tüm yazarlar yayınlanmak üzere gönderimi onaylamıştır.
Teşekkürler
Yazarlar, GSE167490 veri setini sağladıkları için Jessica S Sadick, Michael R O'Dea, Philip Hasel, vb.'ye minnettardır. Yazarlar, Faten A Sayed, Lay Kodama, Li Fan, vb.'nin GSE183068 veri setini sunduğunu takdir ediyor. Yazarlar, veri analizi konusundaki yardımları için Shuqing Liu'ya ve veri analizi platformunu sağladığı için Wen Yang'a teşekkür eder. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82174511), Chengdu Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi Kayısı Korusu Bursiyerleri, Disiplin Yetenek Araştırma Geliştirme Programı (QJJJ2022001), LiaoNing Canlandırma Yetenekleri Programı (XLYC 1807083), Sichuan Çin Tıbbı ve Otları İdare Bürosu Fonu (2023MS578), Ulusal Lisans İn....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Database | |||
| Coremine Medical database | Norveç, Çin Bilimler Akademisi, Çin Tıp Bilimleri Akademisi, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Tıp Kütüphanesi ve diğer kurumlar | CoreMine Medical'de kavramları keşfettiğinizde, istatistiksel alaka düzeyine göre sıralanmış, önemli kavramları ilişkilendirmek için yapılandırılmış bir veritabanına erişirsiniz. konunuza göre. Örneğin, "Alzheimer hastalığı" yazarsanız, hastalığı tartışan belgeleri ve kaynakları almanın yanı sıra, sorgu kavramınızın diğer biyomedikal kavramlarla nasıl ilişkili olduğunu gösteren ağları ve listeleri görüntüleyebilirsiniz. Bu, aramanızla ilgili kavramlara genel bir bakış sağlamanın yanı sıra bu kavramlarla ilgili bilgilerde gezinmek için bir arayüz sağlar. Web bağlantısı: https://coremine.com/medical/ | |
| Gene Expression Omnibus (GEO) | Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi (NCBI) | GEO, MIAME uyumlu veri gönderimlerini destekleyen halka açık bir işlevsel genomik veri deposudur. Dizi ve sıra tabanlı veriler kabul edilir. Kullanıcıların deneyleri ve seçilmiş gen ekspresyon profillerini sorgulamasına ve indirmesine yardımcı olmak için araçlar sağlanmıştır. Web bağlantısı: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/ | |
| Geleneksel Çin Tıbbının Bütünleştirici Farmakoloji Tabanlı Araştırma Platformu (TCMIP, sürüm: 2.0) | Yok | Geleneksel Çin Tıbbı için Entegre Farmakoloji Tabanlı Ağ Hesaplamalı Araştırma Platformuna Giriş [TCMIP v2.0], http://www.tcmip.cn/ ) Akıllı bir veri madenciliğidir Tıbbi büyük veri yönetimi ve farmakolojik bilgi işlem hizmetlerini entegre eden Geleneksel Çin Tıbbı Ansiklopedisi'nin (ETCM) çevrimiçi veritabanına dayalı platform. Geleneksel Çin tıbbı teorisinin bilimsel çağrışımını ve geleneksel Çin tıbbında orijinal düşüncenin bilimsel değerini ortaya çıkarmayı, ünlü doktorların deneyimlerini özetlemeyi ve aktarmayı, geleneksel Çin tıbbının kalitesini kontrol etmeyi, geleneksel Çin tıbbı eyleminin ilkelerini açıklamayı, yeni Çin tıbbının araştırılması ve geliştirilmesi, özellikle modern ilaç kombinasyonlarının keşfi ve optimizasyonu, Güçlü bir veri temeli ve analitik araçlar sağlayın. TCMIP v1.0'a dayalı olarak, beş ana veritabanı ve yedi işlevsel modül dahil olmak üzere kapsamlı bir yükseltme uygulandı. Sistem entegrasyonu ve modül entegrasyonu sayesinde, "hastalık sendromu reçetesi" etkileşim ağının çok seviyeli korelasyonunun kapsamlı bir analizi hızlı bir şekilde elde edilebilir. Akıllı bir veri madenciliği platformu olarak TCMIP v2.0, geleneksel Çin tıbbı teorisinin bilimsel çağrışımını ve geleneksel Çin tıbbında orijinal düşüncenin bilimsel değerini ortaya çıkarmak, ünlü doktorların deneyimlerini özetlemek ve miras almak, geleneksel Çin tıbbının kalite kontrolü, geleneksel Çin tıbbı eyleminin ilkelerini açıklamak, yeni geleneksel Çin tıbbı ilaçlarının araştırılması ve geliştirilmesi, özellikle modern ilaç kombinasyonu keşfi ve optimizasyonu. Weblink: http://www.tcmip.cn/TCMIP | |
| NetworkAnalyst | None | Networkanalyze, gen ekspresyon analizi ve meta-analiz için çevrimiçi bir görselleştirme analiz platformudur. Gen ekspresyonunun karşılaştırmalı, kantitatif, diferansiyel ve zenginleştirme analizini, protein-protein etkileşim analizini, çoklu veri kümelerinin entegrasyon analizini yapabilir ve ayrıca PCA, protein-protein etkileşim ağı diyagramı, ısı haritası, volkan diyagramı, Wayne diyagramı vb. gibi yüksek değerli görüntüler çizebilir. Web bağlantısı: https://www.networkanalyst.ca/NetworkAnalyst/ | |
| PubMed veritabanı | Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi (NCBI) | Pubmed veritabanı, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ulusal Tıp Kütüphanesi (NLM) tarafından sürdürülen ve dünya çapındaki bilim adamlarına, doktorlara, araştırmacılara ve öğrencilere en son tıbbi araştırma sonuçlarını sağlamayı amaçlayan bir biyomedikal literatür veritabanıdır. Bu veritabanı, dergi makaleleri, makaleler, kitaplar vb. dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanından biyomedikal literatürü toplar. Şu an itibariyle, Pubmed veritabanı 30 milyondan fazla makale topladı ve her hafta sürekli olarak güncelleniyor. Weblink: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ | |
| R yazılımı | Ross Ihaka ve Robert Gentleman | R, istatistiksel hesaplama ve grafikler için bir dil ve ortamdır. Bu, Bell Laboratuvarları'nda (eski adıyla AT& T, şimdi Lucent Technologies) John Chambers ve meslektaşları tarafından. R, S'nin farklı bir uygulaması olarak düşünülebilir. Bazı önemli farklılıklar vardır, ancak S için yazılan birçok kod R. Weblink altında değiştirilmeden çalışır: https://www.r-project.org/ | |
| Geleneksel Çin Tıbbı Sistemleri Farmakoloji Veritabanı ve Analiz Platformu (TCMSP) | Zhejiang Jiuwei Health Co., Ltd | TCMSP yalnızca bir veri deposu değil, aynı zamanda kullanıcıların Geleneksel Çin İlaçlarını (TCM) kapsamlı bir şekilde incelemeleri için bir analiz platformudur: aktif bileşenlerin tanımlanması, ilaç hedeflerinin taranması ve bileşik-hedef-hastalık ağlarının oluşturulmasının yanı sıra ilaç benzerliği (DL), oral biyoyararlanım (OB), kan-beyin bariyeri (BBB), bağırsak epitel geçirgenliği (Caco-2), ALogP, fraksiyonel negatif yüzey alanı (FASA-) ve sayısını içeren ayrıntılı ilaç farmakokinetik bilgileri; H-bağı Verici/Alıcı (Hdon/Hacc). Şimdiye kadar, TCMSP geniş ilgi gördü ve birkaç grup yaklaşık bir yıl içinde TCMSP veritabanımızı kullanarak 10'dan fazla makale yayınladı. Weblink: https://tcmsp-e.com |
Kaynaklar
- Alzheimers Dement. Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimers Dement. 19 (4), 1598-1695 (2023).
- Xie, L., et al. Electroacupuncture improves M2 microglia polarization and glia anti-inflammation of hippocampus in Alzheimer's disease.....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
