اگزوزوم های خارج سلولی و پره اکلامپسی : یک مطالعه مبتنی برداده های ریز آرایه و تحلیل عملکرد

نویسندگان
مهدی کریمی 1
اباذر روستازاده 2
1 گروه نانوفناوری پزشکی، دانشکده فناوری های نوین پزشکی، مرکزتحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران
2 گروه بیوشیمی و تغدیه، گروه علوم و فناوری های نوین پزشکی، مرکز تحقیقات بیماری های غیرواگیر، دانشگاه علوم پزشکی جهرم، جهرم، ایران
10.22034/pjms.2022.700515
چکیده
مقدمه : پره اکلامپسی یک بیماری هتروژنوس در دوره بارداری است.  پاتوفیزیولوژی دقیق این بیماری مشخص نیست. امروزه اگزوزوم ها به عنوان یکی از عوامل دخیل در پاتوژنز این بیماری مطرح شده اند. اهداف مطالعه حاضر جستجوی کتابخانه های ریزآرایه و انجام تحلیل عملکرد روی ژن های استخراج شده برای پیش بینی نقش آن ها در پاتوژنز پره اکلامپسی بود.
روش کار: داده های ریز آرایه GSE10588 توسط GEO2R و نرم افزار R نسخه 4 تحلیل شدند. تجزیه و تحلیل اجزای اصلی ( Principal component analysis: PCA) برای بررسی نرمال بودن داده ها انجام شد. تحلیل عملکرد توسط DAVID 6.8 ، Enrichr  و  PANTHER 16 انجام گرفت.
یافته ها : تحلیل داده های ریز آرایه نشان داد که ژن های OR8G2 ، LEP و DST با میزان بیان Log2FC>4 ، افزایش معنادار و ژن های PTCH1 و ZNF598 با میزان بیان Log2FC<-3، کاهش معناداری در جفت زنان مبتلا به پره اکلامپسی دارند. تحلیل اجزای سلولی نشان داد که بیشترین تعداد ژن های استخراج شده در تحلیل عملکرد مرتبط با اگزوزوم خارج سلولی بوده و پاسخ به هیپوکسی، اتصال سلول به سلول، تکامل مغز و متابولیسم گالاکتوز نیز مسیرهای استخراج شده هستند.
نتیجه گیری : نتایج این مالعه نشان داد که اگزوزوم خارج سلولی، پاسخ به هیپوکسی و متابولیسم گالاکتوز به طور معناداری  با
پره اکلامپسی مرتبط بوده و می توانند به عنوان شاخص های پیش آگهی پره اکلامپسی به کار گرفته شوند.
کلیدواژه‌ها
تحلیل عملکرد
اگزوزوم
پره اکالمپسی
حاملگی
ریزآرایه

عنوان مقاله English

Extracellular exosomes and preeclampsia: a microarray-based study and functional enrichment analysis

نویسندگان English

Mahdi Karimi 1
Abazar Roustazadeh 2
1 Department of Medical Nanotechnology, Faculty of Advanced Technologies in Medicine, Cellular and Molecular Research Center, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2 Department of Biochemistry and Nutrition, Department of Advanced Medical Sciences and Technologies, Research Center for Non communicable Diseases, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran
چکیده English

Introduction: Preeclampsia (PE) is a heterogeneous pregnancy disease. The exact pathophysiology of PE is unknown.
Recently, exosomes have been indicated as a causative factor in the pathogenesis of PE. The aims of the study were to investigate microarray library data to extract the differentially expressed genes (DEGs) in PE and perform a functional enrichment analysis to predict the role of DEGs in the pathogenesis of PE.
Materials and Methods: GSE10588 microarray library data was analyzes by GEO2R and R package (version 4.1.0). Principal
component analysis (PCA) was performed to analyze the normality of the data. Annotation analysis was performed by Enrichr, DAVID 6.8 and PANTHER 16.
Results: Herein, microarray data analysis showed that LEP, OR8G2 and DST genes with log2 FC> 4 had a significant up-regulation , as well as PTCH1 and ZNF598 genes with log2 FC< -3 had a significant down-regulation in placenta of preeclamtic women. Cellular component analysis showed that most of the extracted genes in functional analysis were related to extracellular exosomes (EXEXs). In addition, the results showed that response to hypoxia, cell-cell adhesion, brain development and galactose metabolism were the enriched pathways.
Conclusion: Results of this study showed that EXEXs, response to hypoxia and galactose metabolism were significantly related to PE and could be used as prognostic factors for PE.

کلیدواژه‌ها English

Exosome
Functional Enrichment Analysis
Microarray
Preeclampsia
Pregnancy
1. Das N, Dheen S, Ling E, Bay B, Srinivasan D. Therapeutic Prospects in Preeclampsia-A Mini-Review. Current medicinal chemistry. 2019;26(25):4786-98. 2. Steegers EA, Von Dadelszen P, Duvekot JJ, Pijnenborg R. Pre-eclampsia. The Lancet. 2010;376(9741):631-44. 3. Hermes W, Franx A, Van Pampus MG, Bloemenkamp KW, Bots ML, Van Der Post JA, et al. Cardiovascular risk factors in women who had hypertensive disorders late in pregnancy: a cohort study. American journal of obstetrics and gynecology. 2013;208(6):474. e1-. e8. 4. Armando I, Konkalmatt P, Felder RA, Jose PA. The renal dopaminergic system: novel diagnostic and therapeutic approaches in hypertension and kidney disease. Translational Research. 2015;165(4):505-11. 5. Phipps EA, Thadhani R, Benzing T, Karumanchi SA. Pre-eclampsia: pathogenesis, novel diagnostics and therapies. Nature Reviews Nephrology. 2019;15(5):275-89. 6. Gathiram P, Moodley J. Pre-eclampsia: its pathogenesis and pathophysiolgy: review articles. Cardiovascular journal of Africa. 2016;27(2):71-8. 7. MENTEŞE A, Güven S, Demir S, Sumer A, YAMAN S, Alver A, et al. Circulating parameters of oxidative stress and hypoxia in normal pregnancy and HELLP syndrome. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 2018;27(11). 8. Raposo G, Stoorvogel W. Extracellular vesicles: exosomes, microvesicles, and friends. Journal of Cell Biology. 2013;200(4):373-83. 9. Bobrie A, Colombo M, Raposo G, Théry C. Exosome secretion: molecular mechanisms and roles in immune responses. Traffic. 2011;12(12):1659-68. 10. Zhang L, Yu D. Exosomes in cancer development, metastasis, and immunity. Biochimica Et Biophysica Acta (BBA)-Reviews on Cancer. 2019;1871(2):455-68. 11. Matsubara K, Matsubara Y, Uchikura Y, Sugiyama T. Pathophysiology of Preeclampsia: The Role of Exosomes. International journal of molecular sciences. 2021;22(5):2572. 12. Shennan AH, Redman C, Cooper C, Milne F. Are most maternal deaths from pre-eclampsia avoidable? Lancet (London, England). 2011;379(9827):1686-7. 13. Mol BWJ, Roberts CT, Thangaratinam S, Magee LA, de Groot CJM, Hofmeyr GJ. Pre-eclampsia. Lancet (London, England). 2016 Mar 5;387(10022):999-1011. PubMed PMID: 26342729. Epub 2015/09/08. eng. 14. Xiang Y, Cheng Y, Li X, Li Q, Xu J, Zhang J, et al. Up-regulated expression and aberrant DNA methylation of LEP and SH3PXD2A in pre-eclampsia. PloS one. 2013;8(3):e59753. 15. Sitras V, Paulssen R, Grønaas H, Leirvik J, Hanssen T, Vårtun Å, et al. Differential placental gene expression in severe preeclampsia. Placenta. 2009;30(5):424-33. 16. Saito S, Shiozaki A, Nakashima A, Sakai M, Sasaki Y. The role of the immune system in preeclampsia. Molecular aspects of medicine. 2007;28(2):192-209. 17. Cervero A, Horcajadas J, Dominguez F, Pellicer A, Simon C. Leptin system in embryo development and implantation: a protein in search of a function. Reproductive biomedicine online. 2005;10(2):217-23. 18. Nakatsukasa H, Masuyama H, Takamoto N, Hiramatsu Y. Circulating leptin and angiogenic factors in preeclampsia patients. Endocrine journal. 2008:0805020124-. 19. JJ FA, MDC GM, MDC PH, LJ MC. Overweight and obesity at risk factors for hypertensive states of pregnancy: a retrospective cohort study. Nutricion hospitalaria. 2018;35(4):874-80. 20. Martin E, Ray PD, Smeester L, Grace MR, Boggess K, Fry RC. Epigenetics and preeclampsia: defining functional epimutations in the preeclamptic placenta related to the TGF-β pathway. PloS one. 2015;10(10):e0141294. 21. Tong W, Giussani DA. Preeclampsia link to gestational hypoxia. Journal of developmental origins of health and disease. 2019;10(3):322-33. 22. Soleymanlou N, Jurisica I, Nevo O, Ietta F, Zhang X, Zamudio S, et al. Molecular evidence of placental hypoxia in preeclampsia. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2005;90(7):4299-308. 23. Bell MJ, Roberts JM, Founds SA, Jeyabalan A, Terhorst L, Conley YP. Variation in endoglin pathway genes is associated with preeclampsia: a case–control candidate gene association study. BMC pregnancy and childbirth. 2013;13(1):1-9. 24. Vennou KE, Kontou PI, Braliou GG, Bagos PG. Meta-analysis of gene expression profiles in preeclampsia. Pregnancy hypertension. 2020;19:52-60.
مجله علوم پزشکی پارس
دوره 20، شماره 1
بهار 1401
صفحه 1-7