پديد آورندگان :
داداشي اورنج، غلامرضا دانشگاه تبريز , پناهي، عليرضا دانشگاه محقق اردبيلي , رازقي، جعفر دانشگاه تبريز
كليدواژه :
بيوانفورماتيك , بيان ژن , ليكوپن , سيتواسكپ , ارتباطات ژني , سرطان , ميكروارري
چكيده فارسي :
پيش‌زمينه و هدف: سرطان يك بيماري ژنتيكي است كه به دنبال جهش در ژن‌هاي كنترل‌كننده‌ي فعاليت‌هاي سلول بروز مي‌كند، سرطان پروستات يكي از شايع‌ترين انواع سرطان‌هايي است كه در مردان ديده مي‌شود. براي درمان اين بيماري از جراحي، پرتودرماني، هورمون درماني و شيمي‌درماني استفاده مي‌گردد. اين روش‌هاي درماني عوارض متعدد بعد از درمان، ازجمله ناتواني جنسي به همراه هزينه‌ي بالاي درمان را به همراه دارند. ليكوپن يكي از آنتي‌اكسيدانت‌هاي مؤثر است كه براي جلوگيري از رشد غده‌هاي سرطاني كاربرد دارد. پروتئين‌هاي BRCA1 و BRCA2 از مهاركننده‌هاي تومور هستند. اين دو پروتئين با طيف وسيعي از فرآيندهاي سلولي مانند ترميم آسيب DNA، تنظيم رونويسي و بازسازي كروماتين مرتبط هستند. نقص در عملكرد BRCA1 و BRCA2 منجر به نقص در تعميرات DNA مي‌شود. اين بي‌ثباتي در ژنوم، با انواع سرطان‌هاي سينه، تخمدان و پروستات در ارتباط است. در اين تحقيق با استفاده از داده‌هاي ميكروارري حاصل از بيوپسي بيماران مستعد به سرطان پروستات، تأثير تركيب ليكوپن بر روي بيان ژن‌هاي BRCA1 و BRCA2 موردبررسي قرار گرفته است.
مواد و روش كار: در اين پروژه‌ي پژوهشي كه به روش In Silico صورت گرفته، با استفاده از ابزارها و روش‌هاي بيوانفورماتيكي، تأثير ليكوپن بر بيان ژن‌هاي BRCA1 و BRCA2 مؤثر در بروز سرطان پروستات مطالعه گرديده و تغييرات بيان اين ژن‌هاي مهارگر موردسنجش قرار گرفته است. براي انجام اين تحقيق داده‌هاي بيان ژن با حجم بالا از پايگاه NCBI بخش GEO دريافت شد، ازآنجاكه اين داده‌هاي خام به كمك روش ميكروارري استخراج و در پايگاه NCBI منتشر شده است، لذا متناسب باهدف اين پژوهش، از داده‌هاي خام موجود استفاده گرديد. براي آناليز بهينه اين داده‌ها با بهره‌گيري از نرم‌افزار Matlab، تغييرات بيان ژن‌هاي موردنظر تحت تيمار با تركيب ليكوپن موردبررسي قرار گرفت. همچنين براي بررسي ارتباطات اين ژن‌ها با همديگر و ديگر ژن‌هاي مؤثر، از نرم‌افزار سيتو اسكپ استفاده گرديده است.
يافته‌ها: مطالعه بيوانفورماتيكي تأثير ليكوپن بر ژن‌هاي BRCA1 و BRCA2 نشان داده است كه اين تركيب بر بيان اين پروتئين‌هاي مهارگر، اثر افزايشي داشته و در اثر تيمار بيماران با اين تركيب مقدار بيان اين دو ژن افزايش پيدا كرده است.
بحث و نتيجه‌گيري: با توجه به آناليز داده‌هاي ميكروارري به‌صورت تثوريك، نتيجه‌گيري شد كه تركيب ليكوپن ازنظر تأثير بر دو ژن مهارگر BRCA1 و BRCA2 به‌عنوان پيشگيري‌كننده و حتي درمان‌كننده سرطان پروستات مي‌تواند مورداستفاده قرار گيرد.
چكيده لاتين :
Background & Aims: Cancer is a genetic disease that results from mutations in genes that control cell
activities. Prostate cancer is one of the most common types of cancers in men. Surgery, radiation therapy,
hormone therapy, and chemotherapy are used to treat this disease. These treatments have numerous side
effects after treatment, including impotence along with the high cost of treatment. In this study, lycopene
was studied as a carotenoid compound synthesized in plants. Lycopene is used by plants and
microorganisms to Absorb of light is made during photosynthesis. Lycopene is one of the effective
antioxidants used to prevent the growth of cancerous glands. BRCA1 and BRCA2 proteins are among
tumor inhibitors. These two proteins are associated with various cellular processes such as DNA
damage, repair, as well as with transcriptional regulation and chromatin regeneration. Defects in BRCA1
and BRCA2 function lead to defects in DNA repair. This instability in the genome is associated with a
variety of breast, ovarian, and prostate cancers.
Materials & Methods: In this research project, In Silico method and bioinformatics tools were used to
determine the effect of lycopene on the expression of BRCA1 and BRCA2 genes effective in prostate
cancer, and the changes in the expression of these inhibitory genes have been measured. For this study,
high volume gene expression data were obtained from the NCBI database, GEO section. As the raw data
were extracted previously using microarray method and published in the NCBI database, so these raw
data were used in accordance with the purpose of this study. For optimal analysis of these data, using
Matlab software, the expression changes of the desired genes treated with lycopene were investigated.
For determination of the communication of these genes with each other and with other effective genes,
Cytoscape software has been used.
Results: Bioinformatics study of the effect of lycopene on BRCA1 and BRCA2 genes has shown that
this combination has an increasing effect on the expression of these inhibitory proteins. therefore,
treatment of patients with this combination, the expression of BRCA1 and BRCA2 genes has increased.
Conclusion: Based on theorical analysis of microarray data, it was concluded that lycopene can be used
as a preventive and even a treatment for prostate cancer in terms of its effect on BRCA1 and BRCA2
inhibitor genes.
