Protokol, biyoinformatik analiz ve deneysel doğrulama ile miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı ile ilişkili birkaç yeni disülfideptozla ilişkili diferansiyel genin tanımlanmasını açıklar.
Yöntem makalesi
Protokol, biyoinformatik analiz ve deneysel doğrulama ile miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı ile ilişkili birkaç yeni disülfideptozla ilişkili diferansiyel genin tanımlanmasını açıklar.
Miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı (MIRI), iskemiye bağlı yaralanma sonrası kalp dokusu kan akışını eski haline getirme sürecinde ortaya çıkan ek bir yaralanmadır. MIRI, miyokard infarktüsü sonrası reperfüzyonun etkinliğini, kısa ve uzun dönem prognozunu ciddi şekilde etkiler. Şu anda, MIRI'nin mekanizması tam olarak açık değildir. Disülfideptoz, yeni bir hücre ölümü şeklidir ve MIRI ile disülfideptozla ilişkili genler (DRG'ler) ekspresyonu arasındaki ilişki hala belirsizdir. İlk olarak, bu çalışma biyoinformatik analiz yoluyla MIRI'de disülfideptoz ile ilişkili diferansiyel olarak eksprese edilen genleri araştırmaktadır. İkinci olarak, MIRI'nin bir sıçan modeli oluşturularak, DRG'ler daha fazla tespit edildi. Bu çalışma, Myh9, SLC7A11, SLC3A2, Myh7b, ACTB, FLNB, Actn1, Actn4, Flnc, Dbn1 ve Pdlim1 dahil olmak üzere 12 ilgili geni tanımladı. MIRI'li sıçanların miyokard dokusu belirgin patolojik hasar ve apoptoz olayları gösterir. İmmünohistokimya sonuçları, MIRI stimülasyonunun miyokard dokusunda GLUT1 proteininin ekspresyonunu arttırdığını, ancak F-aktin proteininin ekspresyonunu kısıtladığını gösterdi. Ek olarak, üç proteinin ekspresyonundaki önemli farklılıklar, harici veri setleri ve MIRI sıçan modelleri kullanılarak doğrulandı. Bu çalışma, DRG'lerin MIRI'de önemli bir prediktif değere sahip olduğunu ve MIRI'nin biyobelirteçlerini ve potansiyel terapötik hedeflerini keşfetmek için yeni beklentiler sağladığını göstermiştir.
Akut miyokard enfarktüsü (AMİ) ciddi bir kardiyovasküler hastalıktır ve önde gelen küresel mortalite nedeni olmaya devam etmektedir. Perkütan koroner girişim hastalarında mortalite oranlarını önemli ölçüde azaltmıştır1. Bununla birlikte, miyokardiyal kan akışını geri kazanmayı amaçlayan reperfüzyon tedavisine bir dizi olumsuz patolojik ve fizyolojik yanıt eşlik eder. Bu süreçler enfarktüs boyutunun artmasına, miyokard hücre ölümüne, sürekli ventriküler aritmilere ve ani ölüme neden olabilir2. Miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı (MIRI), sitokinler, kemokinler, büyüme faktörleri, oksidatif stres ve aşırı kalsiyum yükü gibi faktörlerden etkilenen karmaşık bir kardiyovasküler durumdur3. MIRI'yi azaltmak önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir.
Son zamanlarda, disülfideptoz, NADPH + tükenmesinden kaynaklanan hücreler içinde sistein de dahil olmak üzere disülfidlerin aşırı birikimi nedeniyle hücre iskeleti aktin ağının hızlı bir şekilde çökmesi ile karakterize yeni bir hücre ölümü şekli olarak ortaya çıkmıştır. Aşırı disülfid birikimi, hücre iskeleti proteinleri arasındaki disülfid bağlarını bozarak aktin göçüne ve hücre ölümüne yol açar 4,5. Apoptoz, nekroz, piroptoz ve ferroptoz gibi daha önce bildirilen hücre ölümü formlarının aksine, disülfideptoz, hücre içi disülfidlerin aşırı agregasyonu ile başlatılır ve diğer hücre ölüm yollarının spesifik inhibitörleri tarafından antagonize edilmez. Ayırt edici bir hücre ölümü olarak, kanıtlar hücresel glukoz eksikliğinin uyardığı SLC7A11 aşırı eksprese edilmesinin disülfidpttozutetikleyebileceğini göstermiştir 4. MIRI'den sonra, yetersiz insülin sekresyonu hipoglisemiyi ve ardından disülfidtozu indükleyebilir, bu da miyokard hücrelerinde daha fazla hasara neden olabilir ve MIRI5'in yeni mekanizmalarından biri olabilir.
Bu çalışmada birincil amaç, normal ve MIRI örnekleri arasındaki diferansiyel gen ekspresyonunu analiz etmek için Gene Expression Omnibus (GEO) gibi kapsamlı gen ekspresyon veritabanlarını kullanmaktı. MIRI'da diferansiyel ekspresyon sergileyen disülfideptozla ilişkili genleri (DRG'ler) tanımlamak amacıyla, diferansiyel olarak ifade edilen genler ve disülfideptoz ile ilişkili genler arasında çapraz referanslı bir analiz gerçekleştirdik. Anahtar genleri tanımlamak için makine öğrenimi algoritmaları kullanıldı ve bir hayvan modeli kullanarak seçilen diferansiyel genlerin ifade modellerini doğruladık. Bu yaklaşım, MIRI'nin başlangıcı ve ilerlemesinin altında yatan potansiyel mekanizmaların daha derin bir şekilde anlaşılmasına yönelik yeni bir bakış açısı sağlar. Bu araştırmanın birincil odak noktası, MIRI içinde yeni bir hücre ölüm mekanizmasını araştırmak, ilişkili diferansiyel genleri ortaya çıkarmak ve bu bulguları doğrulamak için ön deneyler yapmaktı. Nihai hedef, ortaya çıkan bu hücre ölümü mekanizmasına dayalı olarak MIRI'yi hafifletmek için yeni terapötik hedefler belirlemekti.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma için, 6-8 haftalık ve 180-220 g ağırlığındaki dokuz Sprague-Dawley (SD) erkek sıçan, Hubei Deneysel Hayvan Araştırma Merkezi'nden [SCXK (Hubei) 20200018] seçildi. Sıçanlar, 12 saat / 12 saat aydınlık ve karanlık döngüsü, serbest içme ve yeme ile 1 hafta boyunca iklimlendirmek için belirli patojen içermeyen hayvan barınaklarında tutuldu. Bu çalışma, Zunyi Tıp Üniversitesi Üçüncü Bağlı Hastanesi Hayvan Etik Kurulu'nun onayı ile gerçekleştirilmiştir (onay numarası: (2016)-1-56). Tüm prosedürler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'nda belirtilen önerilere uygun olarak gerçekleştirildi. Kullanılan hayvan sayısını en aza indirmek ve acılarını hafifletmek için sıkı önlemler alındı.
1. MIRI ve disülfideptoz ile ilgili genlerin diferansiyel ekspresyon analizi
NOT: Literatür raporu6'ya göre disülfideptoz ile ilişkili genleri taramak için GSE214122 adlı MIRI'den alınan RNA dizileme verileri seçilmiştir.
2. Sıçan MIRI modelinin inşası
3. Kalp dokusunu hasatedin 3
4. Hematoksilen-eozin (H & E) boyaması
5. TUNEL testi
6. İmmünohistokimyasal boyama
7. Batı lekesi tespiti
NOT: Lizis tamponu ve proteaz inhibitörü, bir BCA protein miktar tayin kitine dahil edilmiştir (bkz. Malzeme Tablosu).
8. İstatistiksel analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
DRG'lerin MIRI'de taranması
Gene Expression Omnibus'tan alınan GSE214122 veri seti, üç sahte ve üç MIRI örnek verisi içeriyordu. R'de DESeq2 paketi kullanılarak, MIRI ve sahte örnekler arasında 1233 diferansiyel olarak eksprese edilen gen (DEG) tanımlandı. |log2FC|>2 ve FDR<0.05'e dayanarak, R'nin pheatmap paketi kullanılarak 417 önemli ölçüde farklı gen daha fazla seçildi (Şekil 1A). Daha sonra, bu 1233 DEG ve 106 DRG arasındaki 15 kesişim geni
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Disülfideptoz, hücre şeklini ve canlılığını korumak için gerekli olan kritik bir hücresel yapı olan aktin hücre iskeleti ile yakından ilişkilidir. Aktin filamentlerinden oluşan aktin hücre iskeleti, genel hücresel şekil ve yapı verir. F-aktin, hücresel hücre iskeleti için bir belirteç görevi görür ve glikoz açlığı koşulları altında, disülfür bağları önemli ölçüde artar ve bu da F-aktinin aşağı regülasyonuna yol açar. Bu fenomen öncelikle aktin hücre iskeleti ve hücre yapışması ile ilgili...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu araştırma, Guizhou İl Bilim ve Teknoloji Bürosu (Qiankehe [2022]-583) ve Guizhou İl Geleneksel Çin Tıbbı İdaresi (QZYY-2016-019) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| %75 alkol | Hunan Tongruijian Pharmaceutical Co. Ltd., Hunan, Çin | 85026 | |
| 6-0 naylon sütür | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. Ltd., Şangay, Çin | CS002 | |
| BCA protein miktar tayin kiti | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | P0011 | |
| Boğa serum albümini | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | ST2254 | |
| Santrifüj | Hunan Kaida Scientific Instrument Co. Ltd., Hunan, Çin | KH19A | |
| DAB yaban turpu peroksidaz renk geliştirme kiti | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | P0203 | |
| DAPI boyama çözümü | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | C1006 | |
| DESeq2 paketi | Sürüm 4.1 | ||
| Elektrikli tıraş makinesi | Kelmerpp | 235376 | |
| Geliştirilmiş endojen peroksidaz bloke edici tampon | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | P0100B | |
| Filtre kağıdı | Nanjing Keruicai Equipment Co., Ltd., Nanjing, Çin | 1.00049E+11 | |
| Floresan mikroskobu | Nikon | ECLIPSE Ci | |
| GEO veritabanı | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/ | ||
| Cam öğütücü | Shanghai Leigu Instrument Co. Ltd., Şangay, Çin | B-013002 | |
| GraphPad Prizma | GraphPad Yazılım | V8.0 | |
| Hematoksilen ve eozin boyama kiti | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | C0105M | |
| Image J yazılım | Ulusal Sağlık Enstitüleri, Bethesda, ABD | v1.8.0 | |
| Geliştirilmiş sitrat antijen geri alma çözeltisi (50X) | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | P0083 | |
| Iodophor | Folca, Shenzhen, Çin | 1.00077E + 11 | |
| Optik mikroskop | Nikon | ECLIPSE Ci | |
| Fosfat tampon çözeltisi | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | C0221A | |
| GLUT1'e karşı birincil antikorlar | Proteintech Group, Inc, Wuhan, Çin | 21829-1-AP | |
| MYH9'a karşı birincil antikorlar | Proteintech Group, Inc, Wuhan, Çin | 11128-1-AP | |
| SLC3A2'ye karşı birincil antikorlar | Wuhan Lingsi Biotechnology Co., Ltd., Wuhan, Çin | LJS-D-7468 | |
| Proteintech Group, Inc, Wuhan, Çin'e | karşı birincil antikorlar | 26864-1-AP | |
| Protein görselleştirme cihazı | Thermo Fisher Scientific Inc. | iBright CL750 | |
| Sıçan tahtası | Zhengzhou Haopai Biotechnology Co. Ltd., Zhengzhou, Çin | JPB-E | |
| Neşter | Shanghai Lianhui Medical Supplies Co., Ltd., Şangay, Çin | 1.00471E+13 | |
| İkincil antikor | Wuhan Boster Biological Technology, Ltd., Wuhan, Çin | BA1054 | |
| STRING veritabanı | https://cn.string-db.org/ | Sürümü 12.0 | |
| Triton X-100 | Beyotime Biotechnology, Şangay, Çin | ST1722 | |
| TUNEL apoptoz tespit kiti | Proteintech Group, Inc., Wuhan, Çin | PF00009 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste