شناسایی ژن ها و مسیرهای کلیدی مرتبط با تمایز استخوانی سلول های بنیادی چربی

تاریخ انتشار: جمعه 26 مرداد 1397 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی چربی(ASCs) به عنوان منبع قابل توجه سلول های بنیادی مزانشیمی در نظر گرفته می شوند و امیدهای زیادی را در مهندسی بافت و طب بازساختی از جمله ترمیم استخوان نشان داده اند. با این حال، مکانیسم های دخیل تنظیم کننده تمایز استخوانی سلول های بنیادی چربی به خوبی شناخته نشده است. پروفایل های بیان ژن GSE63754 و GSE37329 از پایگاه داده بیان ژن omnibus دانلود شدند. نرم افزار R و بسته های بیوکنداکتور برای مقایسه و شناسایی ژن هایی که به صورت افتراقی بیان می شوند(DEGs) قبل و بعد از تمایز استخوانی سلول های بنیادی چربی استفاده می شوند. سپس DEGهای به طور معمول قابل توجه بین GSE63754 و GSE37329 مورد آنالیزهای غنی سازی انتولوژی ژنی(GO)، آنالیزهای مسیر نبوغ(IPA) و آنالیزهای شبکه های برهمکنش پروتئین-پروتئین(PPIs) قرار گرفتند. یکی از ژن های گره مرکزی FOXO1 برای بررسی بیشتر انتخاب شدند. در مجموع142 و 69 ژن که تنظیم کاهشی یا افزایشی می شوند، در GSE63754 و GSE37329 به صورت نابجا بیان می شوند. آنالیزهای GO نشان داد که این DEGها با سازماندهی ماتریکس خارج سلولی، ماتریکس خارج سلولی پروتئینه شده و اتصال Wnt-پروتئین همراه هستند. آنالیزهای IPA نشان داد که مسیرهای استاندارد، مانند فعال سازی FXR-RXR، مسیرهای چربی زایی، فعال شدن LXR/RXR در تنظیم تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی بافت چربی دخیل هستند.  مجموعا سه زیرشبکه و 39 گره با شبکه های PPI و پلاگین MCODE شناسایی شد. علاوه براین، سرکوب یک ژن گره مرکزی FOXO1 تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را مهار کرد. مطالعه ما یک رجیستری از ژن ها و مسیرها را ارائه می کند که نقش های مهمی را در تنظیم تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی بازی می کند و ممکن است کاربردهای درمانی بالقوه ای در بازسازی استخوان و مهندسی بافت استخوان داشته باشند.

J Cell Physiol. 2018 Aug 5. doi: 10.1002/jcp.26943. [Epub ahead of print]

Identification of key genes and pathways associated with osteogenic differentiation of adipose stem cells.

Zhao X1, Liang M1, Li X1, Qiu X1, Cui L2.

Abstract

Adipose stem cells (ASCs) are considered a great alternative source of mesenchymal stem cells (MSCs) and have shown great promise on tissue engineering and regenerative medicine applications, including bone repair. However, the underlying mechanisms regulating the osteogenic differentiation of ASCs remain poorly known. Gene expression profiles of GSE63754 and GSE37329 were downloaded from gene expression omnibus database. R software and Bioconductor packages were used to compare and identify the differentially expressed genes (DEGs) before and after ASC osteogenic differentiation. The common significant DEGs between GSE63754 and GSE37329 were then subjected to gene ontology (GO) enrichment analysis, ingenuity pathway analysis (IPA), and protein-protein interactions (PPIs) networks analysis. One of the central node genes FOXO1 was selected for further investigation. A total of 142 up- and 69 downregulated genes were aberrantly expressed in both GSE63754 and GSE37329. GO analysis revealed that these DEGs were associated with extracellular matrix organization, proteinaceous extracellular matrix, and Wnt-protein binding. IPA analysis showed that canonical pathways, such as FXR/RXR activation, adipogenesis pathway, and LXR/RXR activation, were involved in regulating osteogenic differentiation of ASCs. A total of three subnetworks and 39 nodes were identified with PPI network and MCODE plugin. Moreover, suppression of one central node gene FOXO1 inhibited the osteogenic differentiation of ASCs. Our study provides a registry of genes and pathways that play important roles in regulating osteogenic differentiation of ASCs, which might have potential therapeutic applications in bone regeneration and bone tissue engineering.

PMID: 30078218
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان