مطالعه مهار ژن HMGA2 با shRNA و siRNA اختصاصي و بررسي تاثير آن ها بر بيان ژن هاي پايين دست در سلول هاي سرطاني MDA-MB-231: مطالعه بيوانفورماتيكي و تجربي

STUDY OF HMGA2 GENE INHIBITION WITH SPECIFIC SHRNA an‎d SIRNA an‎d INVESTIGATION OF CORRESPONDING EFFECTS ON DOWNSTREAM GENE EXPRESSION IN MDA-MB-231 CANCER CELLS: A BIOINFORMATIC an‎d EXPERIMENTAL STUDY

پيش زمينه و هدف امروزه استفاده از siRNA براي خاموش سازي ژن ها به صورت فزاينده اي در حال افزايش است. هدف از مطالعه حاضر بررسي بيوانفورماتيكي و تجربي مهار ژن HMGA2 و تاثير آن بر ميزان بيان ژن هاي پايين دست (ژن هاي انكوژني و سركوب كننده توموري) در سلول هاي MDA-MB-231 تيمار شده با shRNA و siRNA اختصاصي HMGA2 است. مواد و روش كار براي انجام اين پژوهش بيوانفورماتيكي و تجربي، ابتدا داده هاي ميكروآرايه از پايگاه داده GEO جمع آوري شده و با استفاده از جعبه ابزار شبكه عصبي (PNN) در نرم افزار MATLAB 2018a آناليز شد. سپس siRNA اختصاصي HMGA2 طراحي و تهيه شد. انتقال siRNA به وسيله ليپوفكتامين صورت گرفته و بيان ژن HMGA2 و ژن هاي انكوژني و سركوب كننده توموري به روش Real-time PCR ارزيابي شد. يافته ها نتايج حاصل از مطالعه بيوانفورماتيكي نشان داد كه ژن HMGA2 ارتباط نزديكي با ژن هاي پايين دست دارد، به طوري كه تغيير در بيان ژن HMGA2 بيان ژن هاي پايين دست را نيز تحت تاثير قرار مي دهد. انتقال siRNA اختصاصي HMGA2 به داخل سلول MDA-MB-231 باعث مهار معني دار (p< 0.05) بيان ژن HMGA2 در مقايسه با گروه كنترل شد. به علاوه به دنبال سركوب بيان ژن HMGA2، بيان ژن هاي انكوژني (TERT) و سركوب كننده تومور DEDD)) به صورت معني داري (p< 0.05) به ترتيب كاهش و افزايش يافتند. بحث و نتيجه گيري ژن HMGA2 به دليل ارتباط گسترده با ژن هاي انكوژني و سركوب كننده تومور انتخاب معقول براي هدف گيري و خاموش سازي به وسيله siRNA اختصاصي است. نتيجه مهار موفقيت آميز بيان ژن HMGA2 و تاثيرپذيري بيان ژن هاي TERT و DEDD بعد از ترانسفكشن siRNA اختصاصي با نتايج حاصل از مطالعه بيوانفورماتيكي مطابقت دارد.

Abstract Background & Aims: The use of siRNA to silence gene expression is increasingly expanding today. The aim of this study is to bioinformatically and experimentally investigate the inhibition of the HMGA2 gene and its corresponding effects on downstream genes expression rate in MDA-MB-231 cancer cell treated by shRNA and siRNA specific to HMGA2. Materials & Methods: To perform this bioinformatic and experiment study, first microarray data were collected from Gene Expression Omnibus (GEO) and then analyzed by Probabilistic neural networks (PNN) in MATLAB 2018a software as a bioinformatics tool. Next, the HMGA2 siRNA was designed and obtained. SiRNA transfection was carried out using lipofectamine as a carrier. The expression of HMGA2 gene, oncogene, and tumor suppressor genes were evaluated by real-time PCR. Results: The bioinformatics result revealed that HMGA2 gene can nearly correlate with downstream genes (oncogene or tumor suppressor genes). Transfection of siRNA into MDA-MB231 cancer cells significantly (p< 0.05) inhibits HMGA2 gene expression in comparison with the control group. In addition, following HMGA2 gene suppuration, the oncogene (TERT) and tumor suppressor gene (DEDD) expressions were significantly (p< 0.05) reduced and increased, respectively. Conclusion: The HMGA2 gene due to wide correlations with oncogenes and tumor suppressor genes is a reasonable option for targeting and silencing specific siRNA. The successful inhibition of HMGA2 gene expression and impressing of TERT and DEDD expressions after transferring specific siRNA finding is in accordance with bioinformatics results.