عنوان مقاله:
تعیین اثرات مولکولی و مسیرهای مشترک در بافت‌های مغزی اختلال طیف اوتیسم: بینش‌هایی از رویکرد جامع بیوانفورماتیک
Determination of molecular signatures and pathways common to brain tissues of autism spectrum disorder: Insights from comprehensive bioinformatics approach
سال انتشار: 2022
رشته: پزشکی
گرایش: ژنتیک پزشکی - مغز و اعصاب - انفورماتیک پزشکی
دانلود رایگان این مقاله:
دانلود مقاله اختلال طیف اوتیسم
مشاهده سایر مقالات جدید:
4. Discussions
ASD is a complicated and medically diverse condition distinguished by a wide range of symptoms. Doctors, educators, and support organizations all around the world have documented substantial growth in the number of children diagnosed with ASD. Despite extensive study, molecular signatures and pathways of this disorder remained unclear, hence the number of ASD sufferers is expanding bit by bit [83]. While ASD mostly impacts the operation of the brain, notably its effects on social functionality and comprehension, we do not know the full extent to which other organisms and processes are affected by it. The published studies have revealed extensive alterations both in systemic and intracellular immune systems of children with autism [36]. ASD brain samples show evidence of severe, continuing inflammation, as well as changes in immunological transmission of gene pathways. Furthermore, several genetic investigations have found a connection between autism and genes involved in both the neurological and immunological systems [84]. Both systems can be affected by the changes in these pathways. To discover these pathways and molecular signatures that might serve as possible treatment targets or biomarkers for ASD, we analyzed regulatory patterns, molecular key pathways, PPI interactions, TFs-DEGs interactions, miRNAs-DEGs interactions to look at differential gene expression of this disorder.
We worked with differentially expressed genes which were common between the two datasets. From there, we identified some substantial GO terms in the biological process including cellular response to type I interferon, negative regulation of cellular protein, and atrioventricular valve morphogenesis. These were the top GO terms. The synthesis of type I interferon is a frequent cellular response to viral infections and connects to a common, heterodimeric cellular receptor and triggers the production of antibodies through signaling pathways [85,86]. Then, negative regulation of cellular protein can appear under different types of physiological complications [87]. The atrioventricular valves divide atria and ventricles from each other and control blood flow during the heart pump [88]. Then in the section of cellular component, we determined the major GO terms which were an integral component of the plasma membrane and MHC class I protein complex. Here, plasma membrane functions like power and metabolic capacitor [89], and MHC class I protein complex functions effectively in the immune response [90]. Moreover, the most important molecular activities in the DEGs were delayed rectifier potassium channel activities, activities of voltage-gated cation channels, and alpha-adrenergic receptor activity. Mutations in the potassium channel might play a pivotal part in ASD etiology [91]. It is proven that genes associated with voltage-gated cation channel activity have been linked to different types of neurodevelopmental disorder [92]. Furthermore, alpha-adrenergic receptors are commonly utilized as a stimulant to boost the stimulant's effectiveness [93]. It controls the neurotransmission process and central nervous system by engaging and stimulating norepinephrine and epinephrine hormones [94].
On the other hand, we also identified KEGG and Reactome pathways. Pathway studies demonstrate how the organism reacts to its intrinsic changes. Pathway analysis is a model approach for illustrating the interplay of multiple illnesses via fundamental molecular or biological mechanisms. To find out a systematic investigation of genetic functions, the KEGG pathway database can hold a higher level of functional information [95]. Again, the Reactome pathway connects human proteins to their molecular activities. It enables the creation of a resource that serves as both a repository for living organisms as well as a technique for identifying unanticipated functional connections in datasets like gene regulation surveys [96]. The KEGG pathway analysis revealed the majority of the pathways were associated with Epstein-Barr virus infection, oxidative phosphorylation, and natural killer cell-mediated cytotoxicity. The Epstein-Barr virus is a human pathogen. It is one of the most prevalent viruses. This viral infection can cause cerebellitis encephalitis, radiculopathy, meningitis, and other brain disorders [97].
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
4. بحث و گفتگو
ASD یک بیماری پیچیده و متنوع از نظر پزشکی است که با طیف گسترده ای از علائم متمایز می شود. پزشکان، مربیان و سازمان های حمایتی در سراسر جهان رشد قابل توجهی در تعداد کودکان مبتلا به ASD ثبت کرده اند. علیرغم مطالعه گسترده، امضاهای مولکولی و مسیرهای این اختلال نامشخص باقی مانده است، از این رو تعداد مبتلایان به ASD ذره ذره در حال افزایش است [83]. در حالی که ASD بیشتر بر عملکرد مغز تأثیر می گذارد، به ویژه تأثیرات آن بر عملکرد و درک اجتماعی، ما نمی دانیم که تا چه حد سایر ارگانیسم ها و فرآیندها تحت تأثیر آن قرار می گیرند. مطالعات منتشر شده تغییرات گسترده ای را در سیستم ایمنی سیستمیک و درون سلولی کودکان مبتلا به اوتیسم نشان داده است [36]. نمونه های مغز ASD شواهدی از التهاب شدید و مداوم و همچنین تغییرات در انتقال ایمونولوژیک مسیرهای ژنی را نشان می دهد. علاوه بر این، چندین تحقیق ژنتیکی ارتباط بین اوتیسم و ژن‌های دخیل در هر دو سیستم عصبی و ایمنی را پیدا کرده‌اند [84]. هر دو سیستم می توانند تحت تأثیر تغییرات این مسیرها قرار گیرند. برای کشف این مسیرها و امضاهای مولکولی که ممکن است به عنوان اهداف درمانی یا نشانگرهای زیستی احتمالی برای ASD عمل کنند، الگوهای تنظیمی، مسیرهای کلیدی مولکولی، برهمکنش‌های PPI، برهمکنش‌های TFs-DEGs، برهمکنش‌های miRNAs-DEGs را برای بررسی بیان ژن‌های متفاوت این اختلال تجزیه و تحلیل کردیم.
ما با ژن‌های متفاوتی که بین دو مجموعه داده مشترک بودند کار کردیم. از آنجا، ما برخی از اصطلاحات قابل توجه GO را در فرآیند بیولوژیکی از جمله پاسخ سلولی به اینترفرون نوع I، تنظیم منفی پروتئین سلولی و مورفوژنز دریچه دهلیزی شناسایی کردیم. اینها بهترین اصطلاحات GO بودند. سنتز اینترفرون نوع I یک پاسخ سلولی مکرر به عفونت های ویروسی است و به یک گیرنده سلولی هترودیمری مشترک متصل می شود و باعث تولید آنتی بادی ها از طریق مسیرهای سیگنالینگ می شود [85،86]. سپس، تنظیم منفی پروتئین سلولی می تواند تحت انواع مختلف عوارض فیزیولوژیکی ظاهر شود [87]. دریچه‌های دهلیزی، دهلیزها و بطن‌ها را از یکدیگر تقسیم می‌کنند و جریان خون را در طول پمپ قلب کنترل می‌کنند [88]. سپس در بخش اجزای سلولی، اصطلاحات اصلی GO را که جزء جدایی ناپذیر غشای پلاسمایی و کمپلکس پروتئین کلاس I MHC بودند، تعیین کردیم. در اینجا، غشای پلاسما مانند قدرت و خازن متابولیک [89] و کمپلکس پروتئین کلاس I MHC به طور موثر در پاسخ ایمنی عمل می کند [90]. علاوه بر این، مهم‌ترین فعالیت‌های مولکولی در DEGs، فعالیت‌های کانال پتاسیم یکسوکننده تاخیری، فعالیت کانال‌های کاتیونی دارای ولتاژ و فعالیت گیرنده آلفا آدرنرژیک بود. جهش در کانال پتاسیم ممکن است نقش مهمی در علت ASD ایفا کند [91]. ثابت شده است که ژن‌های مرتبط با فعالیت کانال کاتیونی با ولتاژ با انواع مختلف اختلالات رشد عصبی مرتبط هستند [92]. علاوه بر این، گیرنده های آلفا آدرنرژیک معمولاً به عنوان یک محرک برای افزایش اثربخشی محرک استفاده می شوند [93]. فرآیند انتقال عصبی و سیستم عصبی مرکزی را با درگیر کردن و تحریک هورمون های نوراپی نفرین و اپی نفرین کنترل می کند [94].
