آناليز بيان افتراقي ژن ها در پاسخ به عصاره ليپوپلي ساكاريدي از باكتري اشيرشياكولاي در سلول هاي اپي تليال اندومتريوم گاوي

Differential Gene Expression Analysis in Bovine Endometrial Epithelial Cells Following by E. Coli LPS Challenge

ليپو پلي ساكاريد1(LPS)، بخشي از ساختار غشاي بيروني باكتري هاي گرم منفي است كه در فرآيند هاي پاتوژني كه منجر به ورم پستان و التهاب رحم در گاوهاي شيري مي شود، دخالت دارد. هم چنين LPS باعث التهاب اندومتريوم و شكست لانه گزيني در بسياري از گونه هاي حيواني مي شود. باتوجه به اهميت اقتصادي اين بيماري ها در صنعت گاو شيري، آناليز بيان افتراقي ژن ها و شناسايي مسيرهاي مرتبط در پاسخ به عصاره ليپوپلي ساكاريدي از باكتري اشيرشيا كولاي با استفاده از آناليز ترانسكريپتوم براي فهم مكانيسم دقيق اين فرآيند بسيار حياتي و ضروري است. در اين پژوهش، بعد از مراحل جداسازي و تيمار سلول هاي اپي تليال اندومتريوم گاو با دوزهاي مختلفي ازLPS (صفر، 2 و 8 ميلي گرم بر ميلي ليتر) در محيط كشت، RNA كل استخراج و براي تهيه كتابخانه ترانسكريپتومي مورد استفاده قرار گرفت. در مجموع 12 كتابخانه ترانسكريپتومي از سه گاو قرمز سوئدي (4 نمونه به ازاي هر راس گاو) توسط تكنولوژي با توان عملياتي بالا تعيين توالي و آناليز بيان افتراقي ژن ها و هم چنين مسيرهاي بيولوژيكي مرتبط مورد شناسايي قرار گرفتند. نتايج اين پژوهش نشان داد در مجموع 2035 ژن در بين گروه هاي شاهد و تيمار شده با LPS داراي بيان متفاوت بوده كه تعداد 752 ژن در مسير تكثير و مرگ سلولي نقش داشتند. هم چنين نتايج شمارش سلول هاي اپي تليال نشان داد كه عصاره ليپوپلي ساكاريدي توانست به طور معني داري باعث افزايش تكثير سلولي شود. آناليز مسيرهاي بيولوژيكي نشان داد كه اين ژن ها در تعدادي از مسيرهاي سيگنالي از جمله سيستم ايمني شامل مسير سيگنالي Toll-Like Receptor، T Cell Receptor، MAPK، شيموكين ها، سرطان اندومتريوم رحمي و هم چنين مسير سيگنالي مرگ و تكثير سلولي دخالت دارند. طبق اطلاعات ما اين مطالعه، نخستين تحقيقي است كه روي سلول هاي اپي تليال اندومتريوم گاوي انجام شده است كه مي تواند درك ما را در ارتباط با مكانيسم هاي مرتبط به التهاب هاي ناشي از عفونت هاي رحمي در گاو شيري افزايش دهد.

Lipopolysaccharide is a component of outer membrane of gram-negative bacteria involved in the pathogenic process leading to mastitis and metritis in dairy cattle. Additionally, LPS could be caused endometrium inflammation and implantation failure in many animal species. Based on economic importance of these diseases in dairy cattle industry, analysis of differential gene expression (DGE) and also detection of related pathways in LPS challenge using transcriptome analysis is essential in understanding the mechanism of process. In the present study, after separation of endometrial epithelial cells, and expose them with different doses of LPS (0, 2 and 8 mg/ml), total RNA was extracted and was used for transcriptome libraries preparation. In general, 12 samples (four samples per cow) were sequenced by high throughput technology from three Swedish Red breed cows. The DGE and also biological pathways were identified. The results of present study showed that 2035 genes differentially were expressed between control and treated groups which 752 genes involved in cell proliferation and apoptosis pathway. Additionally, the results of counted epithelial cells have shown that LPS could be significantly increased cell proliferation. Biological pathway analysis showed that some signaling pathways related to immune system such as Toll-like receptor, T cell receptor, MAPK signaling pathway, chemokine signaling pathways, endometrial cancer pathway and also apoptosis and cell proliferation signaling pathways involved in this challenge. According to our knowledge, this study is the first research that has been done in bovine endometrial epithelial cells which can increase our understanding related to the mechanisms of inflammations caused by uterine infections in dairy cattle.