بیان ژن در کاردیومیوسیت های مشتق از iPSCهای انسانی بعد از تابش اشعه ایکس تغییر می کند
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 24 مهر 1397
| امتیاز:
هدف:
بیماری قلبی ناشی از پرتو که بوسیله قرار گرفتن قلب در معرض اشعه های یونیزه کننده ایجاد می شود، اثرات قلبی عروقی متنوعی را ایجاد می کند. پژوهش در این زمینه به دلیل محدودیت در دسترس بودن نمونه های بالینی و مدل های آزمایشگاهی مناسب، مشکل بوده است. در این مطالعه، ما خواستیم مکانیسم های مولکولی دخیل در تغییرات الکتروفیزیولوژیک که ما پیش از این در مطالعات قبلی مشاهده کرده بودیم نشان دهیم.
مواد و روش ها:
ما یک توالی یابی عمقی RNA را در مورد کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSC-CMs)، 48 ساعت بعد از تابش اشعه ایکس با قدرت 5 Gy انجام دادیم. با مقایسه داده های عمومی موجود برای کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی و میوکاردیوم انسانی، ما بیان ژن های خاص قلبی را در کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی ثابت کردیم. نتایج بوسیله qRT-PCR تثبیت شد.
نتایج:
آنالیز بیان افتراقی ژن ها، به ترتیب 39 و 481 ژن افزایش و کاهش یافته را بعد از پرتو تابی شناسایی کرد. هم چنین، در کنار کسر بزرگی از ژن های مربوط به فرایندهای چرخه سلولی، ما ژن های دخیل در هموستازی کلسیم قلبی(PDE3B)، پاسخ استرس اکسیداتیو(FDXR و SPATA18) و اتیولوژی کاردیومیوپاتی(SGCD، BBC3 و GDF15) را نیز شناسایی کردیم.
جمع بندی:
به طور ویژه، مشخصه های بیان ژن مشاهده شده که خاص کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی بود ممکن است با بررسی بیشتر در مورد پاسخ به استرس دهنده های خارجی مانند پرتو تابی مرتبط باشد. ژن ها و فرایندهای زیستی مورد تاکید قرار گرفته در مطالعه ما، نقاط شروع امیدوار کننده ای برای مطالعات عملکردی بعدی برای تعیین این امر است که کدام کاردیومیوسیت های قلبی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی، مدل سلولی مناسب برای زمانی هستند که ویژگی خاصی از سلول باید مورد مطالعه قرار گیرد.
Int J Radiat Biol. 2018 Sep 24:1-9. doi: 10.1080/09553002.2018.1516908. [Epub ahead of print]
Gene expression changes in human iPSC-derived cardiomyocytes after X-ray irradiation.
Becker BV1, Majewski M1, Abend M1, Palnek A1, Nestler K2, Port M1, Ullmann R1.
Abstract
PURPOSE:
Radiation-induced heart disease caused by cardiac exposure to ionizing radiation comprises a variety of cardiovascular effects. Research in this field has been hampered by limited availability of clinical samples and appropriate test models. In this study, we wanted to elucidate the molecular mechanisms underlying electrophysiological changes, which we have observed in a previous study.
MATERIALS AND METHODS:
We employed RNA deep-sequencing of human-induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) 48 h after 5 Gy X-ray irradiation. By comparison to public data from hiPSC-CMs and human myocardium, we verified the expression of cardiac-specific genes in hiPSC-CMs. Results were validated by qRT-PCR.
RESULTS:
Differentially gene expression analysis identified 39 and 481 significantly up- and down-regulated genes after irradiation, respectively. Besides, a large fraction of genes associated with cell cycle processes, we identified genes implicated in cardiac calcium homeostasis (PDE3B), oxidative stress response (FDXR and SPATA18) and the etiology of cardiomyopathy (SGCD, BBC3 and GDF15).
CONCLUSIONS:
Notably, observed gene expression characteristics specific to hiPSC-CMs might be relevant regarding further investigations of the response to external stressors like radiation. The genes and biological processes highlighted in our study present promising starting points for functional follow-up studies for which hiPSC-CMs could pose an appropriate cell model when cell type specific peculiarities are taken into account.
PMID: 30247079