مجله علوم پزشکی پارس

افزایش زمان پرتودهی سلول های سرطانی رده MCF-7 و فعال شدن مسیرهای مرتبط با دیابت نوع 1

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیولوژی ، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جهرم، جهرم، ایران گروه علوم و فناوری های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جهرم،

2 کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی جهرم، جهرم، ایران دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جهرم، جهرم، ایران

3 مرکز تحقیقات بیماری‌های غیر واگیر، دانشگاه علوم پزشکی جهرم، جهرم، ایران گروه بیوشیمی و تغذیه، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی

چکیده

مقدمه: سرطان سینه از شایع ترین سرطان ها در زنان است. از آن جائی که ریز آرایه (Microarray) روشی جدید در تشخیص سرطان  است، در مطالعه حاضر کتابخانه ریز آرایه سلول های سرطان سینه رده MCF-7 پس از پرتودهی بررسی شد تا الگوی بیان ژن و مسیرهای متابولیسمی مرتبط با آن پیش بینی شود.
روش کار: داده‌های ریز آرایه استخراج شده از مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری (NCBI) مربوط به سلول های MCF-7 توسط GEO2R و نرم افزارR مورد تحلیل قرار گرفتند. سپس ژن‌هایی که افزایش و کاهش بیان داشتند استخراج و با استفاده از پایگا‌های داده DAVID و Enrichr از نظر عملکرد تحلیل شدند.
یافته‌ها: در این مطالعه پس از 48 ساعت پرتودهی، 234 ژن با Log2FC>1 افزایش بیان و 146 ژن با Log2FC<-1 کاهش بیان داشتند (Adjusted p value <0.05 ). تحلیل KEGG روی ژن‌های دارای افزایش بیان نشان داد که این ژن ها با بیماری دیابت نوع 1 در ارتباط هستند (P= 2.43E-04 ). ژن های استخراج شده در این مسیر شامل HLA-DRB5, HLA-DRB4, CPE, TNF, HLA-DRB1 و HLA-DM بودند (Adjusted p value <0.05 ). همچنین یافته ها نشان داد ژن های MCH-II ، CPE و TNF-α  در جزایر لانگرهانس در بروز دیابت نوع 1 دخیل هستند.
نتیجه‌گیری: افزایش زمان پرتودهی در سلول های سرطان سینه احتمالا با واسطه ژن های MCH-II ، CPE و TNF-α در جزایر لانگرهانس منجر به فعال شدن مسیرهای مربوط به بیماری دیابت نوع 1 می شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Increasing radiation time in MCF-7 cancer cells and activating pathways related to type 1 diabetes mellitus

نویسندگان [English]

  • Majid Kowsari 1
  • Mohammad Reza Taghva 2
  • Abazar Roustazadeh 3

1 Department of Physiology, School of Medicine, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran Research Center for Noncommunicable Diseases, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran

2 Student Research Committee, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran School of Medicine, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran

3 Research Center for Noncommunicable Diseases, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran Department of Biochemistry and Nutrition, School of Medicine, Jahrom University of Medical Sciences, Jahrom, Iran

چکیده [English]

Introduction: Breast cancer is one of the most common cancers among women. Since microarray is a new method in
cancer diagnosis, in the current study, the microarray library of MCF-7 breast cancer cells after irradiation was examined to predict the gene expression pattern and metabolic pathways related to it.
Materials and Methods: Microarray data extracted from National Center for Biotechnology Information (NCBI) related to MCF- 7 cells were analyzed by GEO2R and R software. Then the genes that had increased and decreased expression were extracted and gene ontology analysis was performed using DAVID and Enrichr databases.
Results: In this study, after 48 hours of irradiation, 234 genes with Log2FC>1 increased expression and 146 genes with Log2FC<-1 decreased expression (Adjusted p value <0.05). KEGG analysis on genes with increased expression showed that these genes are related to type 1 diabetes (P=2.43E-04). The genes extracted in this pathway included HLA-DRB5, HLA-DRB4, CPE, TNF, HLA- DRB1 and HLA-DM (Adjusted p value <0.05). Also, the findings show that the genes involved in type 1 diabetes in the islets of Langerhans include CPE, MHC-II, and TNF-α.
Conclusion: The findings of this study showed that the increase in irradiation time in breast cancer cells probably
leads to the activation of pathways related to type 1 diabetes through CPE, MHC-II and TNF-α genes in the islets of Langerhans.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Breast cancer
  • Gene ontology
  • Microarray
  • Irradiation
  • Type 1 diabetes mellitus
1.Sedeta ET, Jobre B, Avezbakiyev B. Breast cancer:
Global patterns of incidence, mortality, and trends.
American Society of Clinical Oncology; 2023.
2.Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics,
2019. CA: a cancer journal for clinicians.
2019;69 (1:)34-7.
3.Farhood B, Geraily G, Alizadeh A. Incidence and
mortality of various cancers in Iran and compare to
other countries: a review article. Iranian journal of
public health. 2018;47(3):309.
4.Shamshirian A, Heydari K, Shams Z, et al. Breast
cancer risk factors in Iran: a systematic review &
meta-analysis. Hormone molecular biology and
clinical investigation. 2020;41(4):20200021.
5.Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez A, et al.
Prospective identification of tumorigenic breast
cancer cells. Proceedings of the National Academy of
Sciences. 2003;100(7):3983-3988.
6.Ronckers CM, Erdmann CA, Land CE. Radiation and
breast cancer: a review of current evidence. Breast
Cancer Research. 2004;7:1-12.
7.Lyashchenko K, Vasileva D, Andreev OY, et al. QED
theory of elastic electron scattering on hydrogen-like
ions involving formation and decay of autoionizing
states. Physical Review Research. 2020;2(1):013087.
8.Group EBCTC. Effects of radiotherapy and of
differences in the extent of surgery for early breast
cancer on local recurrence and 15-year survival: an
overview of the randomised trials. The Lancet.
2005;366(9503):2087-2106.
9.Chen Y-C, Taylor AJ, Fulcher JM, et al. Deletion of
Carboxypeptidase E in β-Cells Disrupts Proinsulin
Processing but Does Not Lead to Spontaneous
Development of Diabetes in Mice. Diabetes.
2023;72(9):1277-1288.
10.Georgakilas AG. Bystander and non-targeted effects:
A unifying model from ionizing radiation to cancer.
2015. p. 3-4.
11.Nikitaki Z, Pavlopoulou A, Holá M, et al. Bridging
plant and human radiation response and DNA repair
through an in silico approach. Cancers. 2017;9(6):65.
12.Jain M, Kasetty S, Khan S, et al. An insight to
apoptosis. J Res Prac Dent. 2014.
13.Goldar S, Khaniani MS, Derakhshan SM, et al.
Molecular mechanisms of apoptosis and roles in
cancer development and treatment. Asian Pacific
journal of cancer prevention. 2015;16(6):2129-2144.
14.Feldser DM, Greider CW. Short telomeres limit
tumor progression in vivo by inducing senescence.
Cancer cell. 2007 ;11(5:)469-461.
15.Gewirtz DA, Holt SE, Elmore LW. Accelerated
senescence: an emerging role in tumor cell response to
chemotherapy and radiation. Biochemical
pharmacology. 2008;76(8):947-957.
16.Cosme‐Blanco W, Shen MF, Lazar AJ, et al.
Telomere dysfunction suppresses spontaneous
tumorigenesis in vivo by initiating p53‐dependent
cellular senescence. EMBO reports. 2007;8(5):497-
503.
17.Campisi J, d'Adda di Fagagna F. Cellular senescence:
when bad things happen to good cells. Nature reviews
Molecular cell biology. 2007;8(9):729-740.18.Bacarella N, Ruggiero A, Davis AT, et al. Whole
body irradiation induces diabetes and adipose insulin
resistance in nonhuman primates. International
Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics.
2020;106(4):878-886.
19.Bai J, Luo Y, Zhang S. Microarray data analysis
reveals gene expression changes in response to
ionizing radiation in MCF7 human breast cancer cells.
Hereditas. 2020;157(1):1-8.
20.Kis E, Szatmári T, Keszei M, et al. Microarray
analysis of radiation response genes in primary human
fibroblasts. International Journal of Radiation
Oncology* Biology* Physics. 2006;66(5):1506-1514.
21.Chu K, Teele N, Dewey MW, et al. Computerized
video time lapse study of cell cycle delay and arrest,
mitotic catastrophe, apoptosis and clonogenic survival
in irradiated 14-3-3σ and CDKN1A (p21) knockout
cell lines. Radiation research. 2004;162(3):270-286.
22.Saeki T. Breast and Endocrine Tumor Genomic
Medicine for Endocrine Tumor. Gan to Kagaku ryoho
Cancer & Chemotherapy. 2 018;45(12:)1710-1710.
23.Kim BC, Han N-K, Byun H-O, et al. Time-
dependently expressed markers and the
characterization for premature senescence induced by
ionizing radiation in MCF7. Oncology reports.
2010;24(2):395-403.
24.Gilles A, Hu L, Virdis F, et al. The MHC Class II
Antigen-Processing and Presentation Pathway Is
Dysregulated in Type 1 Diabetes. The Journal of
Immunology. 2023;211(11):1630-1642.
25.Roca-Rivada A, Marín-Cañas S, Colli ML, et al.
Inhibition of the type 1 diabetes candidate gene
PTPN2 aggravates TNF-α-induced human beta cell
dysfunction and death. Diabetologia. 2023:1-13.
مجله علوم پزشکی پارس
دوره 21، شماره 4
دی 1402
صفحه 54-61