بررسي ميزان مشاركت ژن‌هاي دخيل در سرطان سلول‌هاي استروماي سينه بر اساس تجزيه و تحليل نتايج ريزآرايه با استفاده از مدل رياضي

Determination of priority and contribution rate of genes involved in breast stromal cells cancer on the basis of microarray analysis by mathematical modeling

سابقه و هدف: سرطان سينه شايعترين نوع سرطان و عمده‌ترين دليل مرگ‌ ناشي از سرطان در زنان سراسر دنيا است. تعيين عوامل موثر در اين بيماري يكي از دغدغه‌هاي جامعه پزشكي امروز است. عوامل ژنتيكي يكي از موثرترين عوامل در بروز سرطان سينه هستند. برخي گزارشات پزشكي به طور انتزاعي به نقش برخي از ژن‌ها در اين بيماري اشاره كرده‌اند. در اين پژوهش با توجه به عدم وجود اطلاعات كافي و معتبر براي مدل‌سازي رياضي درباره بيان ژن‌هاي شناخته شده در اين نوع سرطان، اطلاعات مورد نياز براي مدل‌سازي درباره تغييرات بيان ژني از سايت NCBI جمع‌آوري گرديد. مواد و روشها: اين پژوهش به روش توصيفي روي مجموعه داده‌هاي بيان ژني حاصل از تجزيه و تحليل ريزآرايه مربوط به 5 فرد سالم و 28 بيمار مبتلا به سرطان سلول‌هاي استروماي سينه موجود در سايت NCBI صورت گرفت. مدل‌سازي بر روي بيان 22277 ژن مرتبط با اين نوع سرطان صورت گرفت. در اين مدل، هر ژن به عنوان يك بازيكن در بازي TU در نظر گرفته شد و سهم مشاركت هر يك از ژن‌ها در اين نوع سرطان محاسبه گرديد. سرانجام 200 ژن كه سهم بيشتري داشتند انتخاب و رتبه‌بندي شدند. يافته‌ها: نتايج اين پژوهش دال بر اين هستند كه بيش از 200 ژن سهم مشاركتي بالايي در بروز اين نوع سرطان دارند، اما تغيير در بيان ژن‌هاي DDR1، SLC23A2 و PADI2 به ‌ترتيب بالاترين سهم مشاركت در بروز سرطان در سلول‌هاي استروماي سينه را در مقايسه با ديگر ژن‌ها در اين نوع سرطان دارا مي‌باشند. نتيجه‌گيري: به نظر مي‌رسد كه تغيير در بيان تعدادي از ژن‌ها در اين نوع سرطان به وقوع مي‌پيوندد. در تاييد يافته ما، نقش تغيير در بيان ژن‌هاي DDR1 و PADI2 در بروز اين نوع سرطان به طور تجربي در پژوهشهاي قبلي نشان داده شده است. اما اين پژوهش از نظر رتبه‌بندي بيان ژن‌هايي كه در سرطان سينه دچار تغيير مي‌شوند، منحصر به فرد است. اين رتبه‌بندي بيان ژني داراي ارزش پشتيباني بالايي در تصميم‌گيري براي تشخيص و درمان سرطان است. تصميم‌گيري نهايي در ارتباط با صحت طبقه‌بندي ما منوط به نتايج پژوهشهاي تحليلي در ارتباط با تعيين سهم ژن‌هاي دخيل در بروز سرطان سينه است.

Background and Aim: Breast cancer is one of the prevailing types of cancers and main cause of death in women suffering from cancer. Determination of factors involved in the development of this disease is one of the main challenges of modern medical society. Genetic factors are effective factors in generation of breast cancer and the role of some genes in this disease were denoted in some medical reports. Regarding restriction of valid information on changes in genes expression in this type of cancer for mathematical modeling, in this study, genes expression information that were needed for modeling was obtained from the NCBI website. Materials and Methods: In this descriptive study, the dataset of gene expression derived from microarray analysis of 5 healthy individual and 28 patients with breast stromal cell cancer was gathered from NCBI website. Then, expression of 22277 genes related to this type of cancer was modeled. In this model, each gene was considered as a player in transferable utility (TU) game and contribution rate of each gene in this type of cancer was calculated. Finally 200 genes with high contribution rate were chosen and ranked. Results: The results of this research indicate that more than 200 genes have high contribution rate in incidence of this type of cancer. However, changes in DDR1, SLC23A2 and PADI2 genes expression have the highest contribution rate comapred with other genes in breast stromal cells cancer. ‍Conclusion: It seems that changes in expression of many genes are participating in this type of cancer. In support of our findings, the role of expression change in DDR1 and PADI2 genes in this type of cancer were shown experimentally in previous studies. But, this research is unique for assortment of genes with expression change in breast cancer. This ranking of gene expression has decision supporting value in the diagnosis and treatment of cancer. Final decision about accuracy of our classification is certainly subject to confirmation by future analytical experiments on expression of genes that participate in breast cancer.