• شماره ركورد
    25329
  • شماره راهنما
    BIO3 210
  • عنوان

    مطالعه بيوانفورماتيكي و آزمايشگاهي بيان RNAهاي غيركدكننده در سلول‌هاي عصبي حاصل از تمايز سلول‌هاي بنيادي

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    زيست شناسي جانوري- سلولي و تكويني
  • دانشكده
    علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي
  • تاريخ دفاع
    1404/07/16
  • صفحه شمار
    117 ص .
  • استاد راهنما
    فريبا اسماعيلي كتكي , فريبا دهقانيان
  • استاد مشاور
    دكتر محمدهادي بهادري
  • كليدواژه فارسي
    بيماري پاركينسون , lncRNAs , WGCNA , تمايز سلول‌هاي بنيادي , تراتوكارسينوما , سلول‌هاي دوپامينرژيك
  • چكيده فارسي
    بيماري پاركينسون (PD) يكي از شايع‌ترين اختلالات تخريب‌كننده سيستم عصبي است. توليد سلول‌هاي مشابه با نورون‌هاي دوپامينرژيك مغز مياني از سلول‌هاي بنيادي، روند اميدواركننده‌اي براي مديريت و درمان PD به شمار مي‌رود. اخيراً پيشنهاد شده است كه RNAهاي غيركدكننده (ncRNA)، از جملهlncRNAها وmicroRNAها، نقش‌هاي تنظيمي اساسي در فرآيندهاي سلولي مختلف مانند تمايز و تكوين مغز دارند. بر اساس شواهد، lncRNAها اغلب الگوهاي بياني متفاوتي را در مغز نشان مي‌دهند و در چندين اختلال عصبي و عملكردهاي زيستي دخيل هستند. تجزيه و تحليل شبكه هم‌بيان ژن وزن‌دار (WGCNA) مي‌تواند در شناسايي و پيش‌بيني ژن‌هاي كليدي و هم‌بيان مؤثر در فرآيندهاي زيستي مختلف كمك نمايد. در اين مطالعه، در فاز بيوانفورماتيكي، شبكه هم‌بياني ژني براي داده‌هاي بيان ژن scRNA-seq در نورون‌هاي دوپامينرژيك جسم سياه موش بالغ ترسيم گرديد. با بررسي ماژول‌هاي ايجاد شده، ژن‌هاي كليدي شناسايي شدند. در فاز آزمايشگاهي، رده سلول‌هاي بنيادي كارسينوماي جنيني P19 به عنوان مدل in vitro پس از القاي تمايز به سلول‌هاي دوپامينرژيك، از نظر بيان lncRNAهايMalat1 ، Norad، Snhg1 و Meg3 مورد ارزيابي قرار گرفتند. سلول‌هاي P19 در شرايط آزمايشگاهي كشت شدند و سپس به مدت 12 روز تحت تيمار با سه گروه 1) عصاره كل مغز، 2) عصاره مغز مياني و 3) فاكتورهاي تمايزي SHH، FGF و bFGF قرار گرفتند. سلول‌هاي گروه 3 به مدت 24 ساعت با MPP+ تيمار شدند تا گروه شبه‌پاركينسوني ايجاد شود. شكل ظاهري نورون‌ها در سلول‌هاي تمايزيافته با مشاهدات مستقيم توسط رنگ‌آميزي اختصاصي كريزل‌ويوله و ميكروسكوپ نوري تأييد شد. بيان پروتئين‌هاي اختصاصي عصبي در سلول‌هاي P19 تمايزيافته با استفاده از روش‌هاي ايمنوفلورسانس و فلوسايتومتري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه پس از 12 روز پروتكل تمايزي، در همه گروه‌ها فنوتيپ عصبي و سلول‌هاي نورون‌مانند قابل مشاهده بود. همچنين، ارزيابي نمونه‌ها با استفاده از ايمونوفلورسنس و فلوسايتومتري نشان داد كه همه اين فاكتورها به‌طور قابل توجهي در همه گروه‌هاي تيمار شده فعال شدند. در نهايت، ميزان بيان مقايسه‌اي lncRNAهاي Meg3، Norad و Snhg1 در گروه شبه‌پاركينسوني به‌طور قابل توجهي كمتر از گروه كنترل و ساير گروه‌هاي تمايزي بود. همچنين سطح Malat1 در مقايسه با گروه كنترل به‌طور محسوسي بالاتر بود. اين پژوهش نشان مي‌دهد كه سطح بيانlncRNA ها توانسته تفاوت معني‌داري را بين سلول‌هاي دوپامينرژيك تمايز يافته و مدل پاركينسوني آن‌ها نشان دهد. يافته‌هاي پژوهش حاضر نشان مي‌دهد كه نشانگرهاي زيستي lncRNAs مي‌توانند به‌عنوان هدف درماني بالقوه جديدي براي PD پيشنهاد شوند. همچنين، كاهش بيان Malat1 احتمالاً اثر محافظتي روي مدل‌هاي PD القا شده با MPP+ خواهد داشت و در نتيجه درك ما از بيماري‌زايي مولكولي PD را بهبود مي‌بخشد.
  • كليدواژه لاتين
    Parkinsonʹs disease , lncRNAs , WGCNA , differentiation of stem cells , Teratocarcinoma stem cells , dopaminergic cells
  • عنوان لاتين
    Expression variation of long noncoding RNAs in dopaminergic cells-derived from stem cells an‎d their MPP+ induced PD models
  • گروه آموزشي
    زيست شناسي گياهي و جانوري
  • چكيده لاتين
    Parkinsonʹs disease (PD) is one of the most common neurodegenerative disorders. Producing cells resembling dopaminergic neurons from stem cells is a promising approach for managing an‎d treating PD. Recently, it has been suggested that non-coding RNAs (ncRNAs), including lncRNAs an‎d microRNAs, play essential regulatory roles in various cellular processes such as differentiation an‎d brain development. Evidence indicates that lncRNAs often exhibit distinct expression patterns in the brain an‎d are involved in several neurological disorders an‎d biological functions. Weighted Gene Co-expression Network Analysis (WGCNA) can aid in identifying an‎d predicting key genes an‎d co-expressed genes involved in various biological processes. In this study, during the bioinformatics phase, a gene co-expression network was constructed for scRNA-seq gene expression data in dopaminergic neurons of the adult mouse substantia nigra. By examining the generated modules, key genes were identified. In the laboratory phase, the P19 embryonal carcinoma stem cell line was used as an in vitro model after differentiation induction into dopaminergic cells, assessing the expression of lncRNAs Malat1, Norad, Snhg1, an‎d Meg3. P19 cells were cultured under laboratory conditions an‎d then treated for 12 days with three groups: 1) total brain extract, 2) midbrain extract, an‎d 3) differentiation factors SHH, FGF, an‎d bFGF. Group 3 cells were treated with MPP+ for 24 hours to create a Parkinsonian-like group. The morphology of neurons in differentiated cells was confirmed through direct observations using cresyl violet staining an‎d light microscopy. The expression of specific neural proteins in differentiated P19 cells was examined using immunofluorescence an‎d flow cytometry. Results showed that after 12 days of differentiation protocol, neuronal phenotypes an‎d neuron-like cells were observable in all groups. Additionally, the eva‎luation of samples using immunofluorescence an‎d flow cytometry indicated that all these factors were significantly activated in all treated groups. Finally, comparative expression levels of lncRNAs Meg3, Norad, an‎d Snhg1 in the Parkinsonian-like group were significantly lower than those in the control group an‎d other differentiation groups. Conversely, the level of Malat1 was considerably higher compared to the control group. This research demonstrates that the expression levels of lncRNAs can reveal significant differences between differentiated dopaminergic cells an‎d their Parkinsonian models. The findings suggest that lncRNA biomarkers could serve as potential new therapeutic targets for PD. Furthermore, the reduction of Malat1 expression may have a protective effect on MPP+-induced PD models, thereby enhancing our understan‎ding of the molecular pathogenesis of PD.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    150059
  • نويسنده

    بهروزي ابدي پامساري، ستاره