بررسي مكانيسم سكته ايسكمي با آناليز پروتيوم مغز انسان

Investigation of Ischemic Stroke Mechanism by Analyzing Human Brain Proteome

چكيده مقدمه: سكته مغزي سومين عامل مرگ ‌و مير در جهان است. در سكته ايسكميك كه در 85 تا90 درصد از موارد سكته مغزي مشاهده مي‌ شود، جريان خون مغزي به دليل انسداد عروق خوني قطع مي ‌شود و يك پروسه بسيار پيچيده در سطح سلولي و بافت شروع مي ‌شود كه اصطلاحاً آبشار ايسكمي ناميده مي ‌شود و نهايتاً منجر به آسيب بافتي و بروز سكته ايسكميك مي‌ شود. رويكرد درماني در اين زمينه ضعيف است و شناخت بيشتر مكانيسم هاي ملكولي كمك موثرتري به تشخيص و درمان مي كند. از ابزارهاي ارزشمند در شناخت فرآيند هاي ملكولي درگير در بيماري ها، استفاده از روش ‌هاي پروتيوميكس است كه يك تصوير كلي از پروتيين ‌هاي بيان‌شده در سطح سلول يا بافت را براي ما فراهم مي ‌سازد و اطلاعات باارزشي را براي توصيف پروسه‌ هاي بيولوژيكي در اختيار ما قرار مي ‌دهد. مواد و روش ها: در اين مطالعه داده‌ هاي حاصل از تغييرات پروتيوم مغز انسان در سكته ايسكميك با استفاده از ژل الكتروفورز دو بعدي و طيف ‌سنجي جرمي توسط برنامه DAVID مورد آناليز قرار مي‌ گيرد. ليست ژن‌ هاي مربوط به پروتيين‌ هاي داراي بيان تغيير يافــته از مــقاله the proteome of human brain after ischemic stroke به دست آمد. يافته ‌هاي به دست آمده توسط نرم ‌افزار بيوانفورماتيكي DAVID مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. ارتباط ژني سكته ايسكميك و ساير بيماري‌ ها، خوشه ‌بندي پروتيين هاي سكته بر اساس فرآيندهاي بيولوژيك، جايگاه‌ هاي درون سلولي و عملكردهاي مولكولي از داده پايگاه GO انجام شد. يافته هاي پژوهش: از 39 پروتيين شناسايي ‌شده دخيل در سكته ايسكميك 4 چارت مسير بيولوژيكي به دست آمده، كه در همراهي با بيماري‌ هاي سيستم عصبي مركزي هم چون پاركينسون، آلزايمر و هانتينگتون هستند. جايگاه بيشتر پروتيين ها در ميتوكندري است و بيشتر پروتيين ها در فرآيندهاي پاسخ اكسيداتيو و ايجاد نكروز و اپپتوز دخالت دارند. بحث و نتيجه گيري: داده‌ هاي حاصل از آزمايش ‌هاي پروتيوميكس بر مبناي ژل الكتروفورز دو بعدي، نقش به سزايي را در درك پروسه ‌اي كه در طي سكته ايسكميك اتفاق مي ‌افتد، دارند. شناسايي پروتيين ‌ها مي ‌تواند به عنوان هدف ‌هاي درماني يا ماركرهاي بيولوژيكي براي تشخيص و پيش ‌بيني احتمال وقوع سكته مغزي مورد استفاده قرار گيرند.

Introduction: Stroke is the third cause of death in the world. Ischemic stroke can be observed in the 85 to 90% of strokes. In the condition, cerebral blood flow due to the blockage of blood vessels is interrupted and a very complex process, literally called the cascade of ischemic, begins to occur at the cellular and tissue level, which eventually leads to tissue damage and the expression of ischemic stroke. Approaches in this area are weak and a further knowledge of the molecular mechanisms contributing to more effective diagnosis and treatment. Of the valuable tools for the understanding of molecular processes involved in ischemic stroke is proteomics method that provides us a snapshot of the proteins expressed at the cellular or tissue level, and can give us valuable information for the characteriza-tion of its biological processes. Materials & Methods: In this study, the data from human brain proteome changes in ischemic stroke using two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry were analyzed by DAVID program. The lists of genes with altered protein expression were obtained from the article “the proteome of human brain after ischemic stroke”. Findings were analyzed by the DAVID bio-informatics software. The association betw-een ischemic stroke genes and other dise-ases, stroke clustering of proteins based on biological processes and intra cellular sites and molecular functions of the genes was performed via "GO" database. Findings: Of 39 genes involved in ischemic stroke, totally four biological pathways ch-art were obtained which were associated with central nervous system diseases such as Parkinson, Alzheimer and Huntington. Most of the proteins were located in mitochondria and more significantly invol-ved in the response to oxidative stress, apoptosis and necrosis processes. Discussion & Conclusion: The data from two-dimensional gel electrophoresis-based proteomics experiments are important for understanding of the processes that occur during ischemic stroke. Proteins identific-ation may be used as treatment targets or as biological markers for diagnostic and prog-nostic purposes in the management of stro-ke.