آناليز شبكه برهمكنش پروتئين - پروتئين بر اساس ژن‌هاي تغيير بيان يافته در مايع مغزي نخاعي براي بيماري مالتيپل اسكلروزيس

Analysis of protein-protein interactions network based on differentially expressed genes in cerebrospinal fluid for multiple sclerosis

هدف: ام.اس شايع‌ترين بيماري تخريب ميلين سيستم عصبي مركزي است. روش‌هاي جديد، براي فهم بهتر بيماري‌زايي و معرفي اهداف دارويي جديد ضروري مي‌باشند. هدف اين مطالعه، استفاده از روش شبكه زيستي به منظور شناسايي نشانگرهاي كليدي جديد درگير در بيماري‌زايي ام.اس بود. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه، پروفايل بيان ژن مايع مغزي نخاعي مربوط به 26 بيمار تازه مبتلا شده به ام.اس و 18 فرد كنترل از پايگاه داده Array Express گرفته و آناليز شد. ژن‌هاي متفاوت بيان شده با داده‌هاي برهمكنش پروتئين-پروتئين تلفيق و زيرشبكه برهمكنش پروتئين- پروتئين ساخته شد. ويژگي‌هاي توپولوژيكي شبكه حاصل توسط نرم‌افزار cytoscape مورد آناليز قرار گرفت. يافته‌ها: با آناليز پروفايل بيان ژن، 3062 ژن متفاوت بيان شده (0/05FDR<) در مايع مغزي نخاعي بيماران ام.اس در مقايسه با افراد كنترل مشخص شدند كه 1080 ژن افزايش بيان و 1981 ژن كاهش بيان داشتند. با ادغام ژن‌هاي متفاوت بيان شده و داده‌هاي برهمكنش پروتئين- پروتئين زيرشبكه‌اي با 1440 رأس و 3500 يال ساخته شد. پس از آناليز ويژگي‌هاي توپولوژيكي زيرشبكه، پنج ژن جديد كه مقادير بالاي پارامترهاي مركزيت را داشتند، به عنوان نشانگرهاي كانديد معرفي شدند. اين نشانگرها در مسيرهاي زيستي نظير تنظيم ديناميك اسكلت سلولي، چرخه سلولي، اسپلايسوزوم نقش دارند. با بررسي متون، ارتباط نشانگرها در بيماري‌زايي ام.اس تأييد شد. نتيجه‌گيري: بنابراين، آناليزهاي بر پايه شبكه مي‌تواند نشانگرهايي را معرفي كند كه بتوان آن‌ها را به عنوان اهداف دارويي بالقوه براي ام.اس مورد بررسي بيشتري قرار داد.

Introduction: Multiple sclerosis (MS) is the most common central nervous system (CNS) demyelinating disease. New methods are substantive in order to have a better understanding its pathogenesis and also identifying new therapeutic targets for the disease. The aim of this study was to use network biology approach to identify potential key markers involved in MS pathogenesis. Materials and Methods: In this study, gene expression profile of cerebrospinal fluid (CSF) samples from 26 newly diagnosed MS patients and 18 controls, which obtained from Array Express Database, were analyzed. Differentially expressed genes (DEG) were integrated with protein-protein interaction (PPI) data to construct PPI sub network. The sub network underwent further topological analysis by Cytoscape software. Results: Gene expression profile analysis unraveled 3062 differential expressed genes (FDR < 0.05) in CSF of MS patients compared to control in which 1080 genes were up regulated and 1981 genes were down regulated. Integrating of DEGs with PPI data lead to construction the sub network with 1440 nodes and 3500 edges. After topological analysis of the network, five new genes with high centrality measures identified as candidate markers. These markers involved in biological processes such as the regulation of cytoskeletal dynamics, cell cycle and splicesome some. By literature survey, it has been confirmed their potential contributions in MS pathogenesis. Conclusion: Therefore, network-based analysis could identify new markers which can be further explored as potential therapeutic targets for MS.