Hamed Abdollahi
1 Centrul de Cercetare Proteomică, Facultatea de Științe paramedicale, Universitatea Shahid Beheshti de Științe Medicale, Teheran, Iran
Mona Zamanian Azodi
2 Centrul de cercetare gastroenterologie și boli hepatice, Institutul de cercetare pentru gastroenterologie și boli hepatice, Universitatea de Științe Medicale Shahid Beheshti, Teheran, Iran
Behzad Hatami
3 Centrul de cercetare pentru epidemiologia de bază și moleculară a tulburărilor gastrointestinale, Institutul de cercetare pentru gastroenterologie și boli hepatice, Universitatea Shahid Beheshti de Științe Medicale, Teheran, Iran
Abstract
Acest studiu investighează efectul dietei cu grăsimi asupra profilului de expresie genică la ficatul șobolanului prin analiza cartografieră a interacțiunii proteină-proteină.
Fundal:
Boala ficatului gras nealcoolic (NAFLD) este o afecțiune predominantă a ficatului în lume. Această boală metabolică progresivă este reprezentativă cu acumularea de grăsime în ficatul pacienților, care poate duce la stadiile avansate, și anume, ciroza și, eventual, cancerul.
Metode:
Genele de ficat de șobolan NAFLD exprimate diferențial după 2, 4 și 6 săptămâni de alimentație cu grăsimi au fost analizate prin GEO2R și rețeaua de interacțiune proteină-proteină prin Cytoscape v3.6.0. și plug-in-urile aferente. Genele importante au fost atribuite pe baza analizei centralității de grad și între și îmbogățite folosind ClueGO + CluePedia Plug-in.
Rezultate:
Genele GAPDH, PRDM10, TP53, AKT1, INS, ALB, SRC, MAPK1, ACLY, ACACA, DECR1, ACACB, MBOAT4, TNF, EHHADH și JUN au fost introduse ca gene cheie legate de dieta cu grăsimi hrănite șobolani NAFLD. Biosinteza acizilor grași și alți patru termeni au fost introduși ca principalii legați de genele esențiale.
Concluzie:
Genele critice introduse și termenii asociați pot descrie starea moleculară a NAFLD și progresia acesteia către alte boli metabolice severe. Mai mult, acești potențiali biomarkeri pot fi monitorizați pentru abordări de diagnostic și tratament după investigații de validare.
Introducere
Metode
Analiza rețelei de interacțiune proteină-proteină a genelor modificate semnificativ în expresie este efectuată în acest studiu. Datele provin de la Gene Expression Omnibus (GEO) (19) în care este studiată platforma (> GPL1355) Seria> GSE73500, care utilizează Rat Genome 230 2.0 microarray (Rattus norvegicus), ultima actualizare la 31 iulie 2017. Aceste date sunt publicate sub forma unui articol „Analiza corelației între profilul de expresie genetică a țesuturilor hepatice de șobolan și ficatul gras nealcoolic indus de emulsie cu conținut ridicat de grăsimi” realizat de C Xu și colab. în 2011 (20). Setul de date constă din probe de țesut hepatic de 12 șobolani cu vârsta de 12 săptămâni din 4 etape, și anume cursuri de timp diferite, inclusiv țesut hepatic normal (0h) și după hrănirea cu alimente grase în 3 etape concepute ca 2 săptămâni, 4 săptămâni și 6 săptămâni. După cum este clar, fiecare etapă constă din 3 eșantioane cu ID-uri de aderare.
Rezultate
Pentru compararea logică a grupurilor definite, valorile de expresie au fost investigate prin intermediul analizei grafic-cutie. Rezultatele (a se vedea figura 1) arată că valorile sunt centrate pe mediană și, în consecință, grupurile sunt comparabile în ceea ce privește expresia și sunt posibile investigații suplimentare. Deoarece genele organizate din rețeaua integrată pot oferi informații utile despre rolurile genelor implicate în boală, au fost construite și analizate rețelele PPI aferente pentru cele trei grupuri.
Compararea cantităților de expresie ale grupurilor definite: sunt reprezentate trei controale (culoare albastră) și după 2 săptămâni de hrănire (culoare roz), după 4 săptămâni de hrănire (culoare portocalie) și după 6 săptămâni hrănire (culoare verde). Analiza box-plot a fost obținută utilizând software-ul statistic R. Axa x și axa y indică gama valorilor de expresie și, respectiv, a replicilor biologice pentru grupuri. Comparația arată că valorile sunt centrate pe mediană și, în consecință, grupurile sunt comparabile în ceea ce privește expresia și sunt posibile investigații suplimentare
Rețelele fără scară (datele nu sunt prezentate) au fost utilizate ca instrumente adecvate pentru screeningul genetic. Genele cheie bazate pe valorile gradelor și cantitățile de centralități între fiecare determinate pentru fiecare rețea și rezultate sunt tabelate în tabelele 1-3. 3. Nodurile introduse în aceste tabele sunt evidențiate ca gene de butuc de butuc. Pentru o mai bună comparație între grupurile studiate, conținutul tabelelor 1-33 a fost rezumat în tabelul 4. În acest tabel, genele centrale pot fi comparate pe baza cursurilor de timp de hrănire. S-a determinat combinația generală a genelor cheie legate de cele trei grupuri studiate, inclusiv genele GAPDH, PRDM10, TP53, AKT1, INS, ALB, SRC, MAPK1, ACLY, ACACA, DECR1, ACACB, MBOAT4, TNF, EHHADH și JUN. Această combinație a fost obținută din conținutul tabelului 4 prin selecția genelor cu repetare o singură dată. Deoarece rolul genelor centrale în boală este un factor crucial pentru o interpretare clară a descoperirii, îmbogățirea ontologiei genice pentru cele 16 gene cheie menționate a fost realizată de software-ul ClueGO, iar constatarea a fost prezentată în figurile 2, 3. 3 .
tabelul 1
Sunt prezentate nodurile centrale (gene butelie-butuc) legate de rețeaua PPI a modelului de șobolani de hrănire de două săptămâni de NAFLD cu dietă bogată în grăsimi în comparație cu grupul de control.
| 1 | GAPDH | Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază | 125 | 0,03 |
| 2 | PRDM10 | Domeniul PR care conține 10 | 121 | 0,03 |
| 3 | TP53 | proteina tumorala p53 | 114 | 0,06 |
| 4 | ACT1 | omolog oncogen viral timom murin v-act 1 | 113 | 0,02 |
| 5 | INS | Insulină | 106 | 0,03 |
| 6 | ALB | Albumină | 105 | 0,02 |
| 7 | SRC | sarcom v-src (Schmidt-Ruppin A-2) omolog oncogen viral (aviar) | 104 | 0,03 |
| 8 | MAPK1 | Proteina kinază 1 activată de mitogen | 102 | 0,02 |
Tabelul 3
Sunt prezentate nodurile esențiale (genele butucului) legate de rețeaua PPI a modelului NAFLD de șase săptămâni care hrănesc șobolani cu dietă bogată în grăsimi în comparație cu grupul de control.
| PRDM10 | Domeniul PR care conține 10 | 104 | 0,04 |
| GAPDH | Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază | 101 | 0,03 |
| ALB | Albumină | 99 | 0,03 |
| INS | Insulină | 98 | 0,03 |
| TP53 | Proteina tumorală p53 | 95 | 0,05 |
| DECR1 | 2,4-dienoil CoA reductaza 1, mitocondrială | 92 | 0,04 |
| MBOAT4 | Domeniul O-aciltransferază legat de membrană conținând 4 | 91 | 0,02 |
| TNF | Factorul de necroză tumorală | 88 | 0,03 |
| IUNIE | Jun proto-oncogen | 87 | 0,02 |
Tabelul 4
Sunt prezentate nodurile centrale (gene butuc-butuc) legate de rețeaua PPI a modelului șobolanilor hrănitori din NAFLD cu dietă bogată în grăsimi în comparație cu grupul de control. 2W, 4W și 6W sunt corespondente la două, patru și șase săptămâni, respectiv, cursuri de timp de hrănire
| GAPDH | PRDM10 | PRDM10 |
| PRDM10 | ACLY | GAPDH |
| TP53 | INS | ALB |
| ACT1 | ACACA | INS |
| INS | DECR1 | TP53 |
| ALB | GAPDH | DECR1 |
| SRC | ACACB | MBOAT4 |
| MAPK1 | ALB | TNF |
| - | EHHADH | IUNIE |
Îmbogățirea ontologiei genelor se referă la 16 gene cheie la rețeaua PPI a șobolanului NAFLD după hrana cu dietă grasă. A fost luată în considerare cel puțin prezența a trei gene și atribuirea de 5% pentru fiecare termen. Valva P a fost mai mică de 0,01
Îmbogățirea ontologiei genetice a relați 16 gene cheie la rețeaua PPI a șobolanului NAFLD după hrănirea cu dietă grasă este prezentată. Sunt prezentate calea și genele conexe. A fost luată în considerare cel puțin prezența a trei gene și atribuirea de 5% pentru fiecare termen. Valva P a fost mai mică de 0,01
Analiza statistică pentru ontologia genică este următoarea: statistica Kappa este utilizată pentru a analiza cât de mult termenii biologici sunt grupați împreună ca grupuri. Punctaj Kappa: 0,4, Nivelul minim de ontologie: 3 Nivelul maxim de ontologie: 8, Numărul de gene minime pe termen: 3 și 3, Procentul de gene minime pe termen: 5, metoda de corecție: Bonferroni în jos, Test de îmbogățire/epuizare pentru termenii: îmbogățire/epuizare pe 2 fețe bazată pe metoda hipergeometrică.
Discuţie
Boala ficatului gras este cel mai răspândit tip de tulburare hepatică mondială care poate duce la alte tipuri de tulburări grave, cum ar fi ciroză, diabet, atac de cord și accident vascular cerebral (30). Studiul molecular poate fi util pentru o mai bună recunoaștere a bolii radiculare și a mecanismelor asociate care promovează afecțiunea (26). În studiul de față, genele cheie legate de stilul de hrănire, inclusiv dieta de grăsime a modelului șobolan al NAFLD, sunt investigate prin analiza rețelei PPI. Așa cum este prezentat în tabelele 1 și 4 și 4, un profil de gene cheie care include opt gene centrale (GAPDH, PRDM10, TP53, AKT1, INS, ALB, SRC și MAPK1) este evidențiat în rețeaua PPI a modelului de șobolan al NAFLD după două săptămâni de hrănire cu o dietă bogată în grăsimi. După cum se arată în tabelele 2, 3 3 și și 4, 4, profilul genelor cheie ca variabilă dependentă a timpului de hrănire se schimbă după patru și șase săptămâni de hrănire. După cum se arată în tabelul 4, există cinci gene comune între cele trei grupuri studiate. Datorită faptului că TP53 este aproape de limita alocată în grupul de 4 w, este posibil să o considerăm ca o genă comună.
masa 2
Sunt prezentate nodurile cheie (gene de butuc de butuc) ale rețelei PPI din modelul NAFLD de șobolani de patru săptămâni cu dietă bogată în grăsimi în comparație cu grupul de control.
| PRDM10 | Domeniul PR care conține 10 | 86 | 0,08 |
| ACLY | ATP citrat liasa | 83 | 0,04 |
| INS | Insulină | 80 | 0,06 |
| ACACA | Acetil-CoA carboxilază alfa | 79 | 0,03 |
| DECR1 | 2,4-dienoil CoA reductaza 1, mitocondrială | 79 | 0,03 |
| GAPDH | Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază | 78 | 0,03 |
| ACACB | Acetil-CoA carboxilază beta | 75 | 0,03 |
| ALB | Albumină | 75 | 0,03 |
| EHHADH | Enoil-CoA, hidratază/3-hidroxiacil CoA dehidrogenază | 66 | 0,02 |
Dintre genele de interogare și cele conexe acestora, 16 gene au fost introduse ca elemente cheie într-o relație cu cinci căi esențiale care sunt implicate în șobolanul NAFLD în cursul de hrănire a dietei grase. Majoritatea genelor îmbogățite se referă la grupul de hrănire cu dietă cu grăsimi de patru săptămâni, care reprezintă timpul de hrănire. Se pare că genele și căile introduse joacă roluri semnificative în patologia NAFLD și progresul acesteia către alte boli, în special cancerul.
Confirmare
Acest proiect este susținut de Universitatea de Științe Medicale Shahid Beheshti.
- MiR-192-5p reglează sinteza lipidelor în boala hepatică grasă nealcoolică prin SCD-1
- TENDINȚE MODERNE ÎN DIAGNOSTIC ȘI TRATAMENTUL BOLII FICATULUI GRAS NALCOOLIC ÎN SUPRAPONDERE
- Ficat slab Un program dovedit pentru prevenirea și inversarea noii boli hepatice grase epidemice tăcute;
- Severitatea psoriazisului afectează severitatea bolilor hepatice grase nealcoolice
- Compus natural din legume ajută la combaterea bolilor hepatice grase - Texas A; M Astăzi