بررسي بيوانفورماتيكي تغييرات بياني ژن‌هاي مؤثر در تمايز سلول‌هاي بنيادي به سلول‌هاي Nucleus Pulposus Cells

سابقه و هدف: دژنره شدن سلول هاي هسته پالپوزوس (NPCs) يكي از عوامل اصلي دژنراسيون ديسك بين مهره اي است. درمان هاي فعلي محدود به تسكين علايم بوده و بر روي بازسازي سلول هاي NP از دست رفته و ترميم ساختار ديسك اصلي تمركز نمي كنند. از آنجا كه پيچيدگي هاي مولكولي اين بيماري هنوز به خوبي شناخته نشده است، توانايي سلول هاي بنيادي براي تمايز به انواع سلول ها، خصوصاً تمايز به سلول هاي NPCsتوجه زيادي را به خود جلب كرده است. هدف از اين مطالعه بررسي و معرفي ژن هاي داراي تفاوت بيان در تمايز سلول هاي بنيادي بهNPCs و شناسايي مسيرهاي مولكولي مهم در فرآيند تمايز است. از آنجا كه در ارتباط با ژن هاي مهم تمايز سلول هاي NPC تاكنون مطالعه اي گسترده اي انجام نگرفته است، نياز است بررسي بر روي اين مسير انجام شود. روش كار: ابتدا فايل هاي خام حاصل از RNA- sequencing سلول هاي بنيادي و NPCs تمايز يافته، از ديتاست با شماره GSE122429 از پايگاه داده GEO به دست آمد و مراحل آناليز نمونه ها انجام شد. ژن هاي داراي تفاوت بيان با بررسي دو پارامتر آماري logFoldChanges (logFC) ≠ 3 و Adjusted p-values 0.05 در زبان برنامه نويسي R و با پكيج Limma جداسازي شد. سپس، آناليز عملكردي ژن ها از جمله مسيرهاي سيگنالينگ، فرآيندهاي بيولوژيكي ژن هاي داراي تفاوت بيان در مسير تمايز توسط پايگاه داده Enrichr بررسي شد. يافته ها: نتايج آناليز بيان داده ها، افزايش بيان 170 ژن و كاهش بيان 102 ژن را در سلول هاي تمايز يافته نشان داد. همچنين با بررسي آناليزهاي عملكردي مشخص شد ژن هاي داراي تفاوت بيان در سازماندهي ماتريكس خارج سلولي، سازماندهي كلاژن و تنظيم مثبت فرآيندهاي سلولي دخالت دارند. بررسي مسيرهاي سيگنالينگ مشخص كرد مسير تمايز Neural Crest مهم ترين مسير دخيل در بين نمونه هاي مورد بررسي بود كه ژن هاي MSX2، OLIG3، WNT3A، TWIST1، PAX3، RHOB، CDH6، COL2A1، CDH1، ZIC1، PMP22، SNAI2، MSX1، با در نظر گرفتن پارامتر آماري logFC ≠ 3 و Adjusted p-values 0.05 در اين مسير تأثير داشته و افزايش بيان داشتند. نتيجه گيري: به نظر مي رسد كه دانسته هاي ما از مسيرهاي مولكولي دخيل در فرآيند تمايز سلول هاي NPC كمك كرد و بررسي هاي مولكولي دقيق تر منجر به دستيابي به ژن هاي قابل اعتماد براي شناسايي بيوماركرهاي تمايزي سلول هاي NPC خواهد شد كه به اين ترتيب سرنخ هاي جديدي براي درمان دژنراسيون ديسك بين مهره اي فراهم مي شود.