خوشه بندي بياني پروتيين هاي هيپوكامپ موش صحرايي سالم و آلزايمر در حضور عصاره آبي اسطوخودوس

Expression Clustering of Proteins of Alzheimeric and Normal Rat Hippocampus Treated with Lavandula Angustifolia

چكيده مقدمه: يكي از ميان برهاي كشف هدف هاي دارويي بهره گيري از دانش هاي جديدي علوم پايه پزشكي نظير ژنوميكس، پروتيوميكس، متابولوميكس، آمار زيستي و بيوانفورماتيك مي باشد كه به صورت جامع نگر به مطالعه مباحث بيولوژيك و پزشكي مي پردازد. در اين مطالعه با كمك دانش پروتيوميكس و استفاده از بيوانفورماتيك و آمار زيستي به شناسايي هدف هاي پروتييني دارويي براي درمان آلزايمر پرداخته مي شود. پروتيوم هيپوكامپ موش هاي آلزايمري و سالمي كه تحت تاثير عصاره آبي گياه اسطخودوس قرار گرفته اند مورد خوشه بندي از نظر ميزان بيان قرار مي گيرند. مواد و روش ها: استخراج پروتيين از نمونه مغز موش سالم(C) : استخراج پروتيين از نمونه مغز موش سالم(C) و آلزايمري(A) كه عصاره دريافت نكرده اند و سالم(CE) و آلزايمري(AE) كه تحت انكوباسيون با عصاره بوده اند صورت گرفت و با استفاده از الكتروفورز دوبعدي جداسازي پروتيين ها انجام شد. سپس ژل ها جهت رويت لكه هاي پروتييني به روش نيترات نقره رنگ آميزي شد. پروتيين هاي چهار گروه با نرم افزار بيوانفورماتيكي مورد آناليز بيوانفورماتيكي و آماري قرار گرفت يافته هاي پژوهش: آناليز بيوانفورتيكي و آماري ژل هاي به دست آمده از تكنيك الكتروفورز دو بعدي نشان داد كه 990 نقطه پروتييني در چهار گروه مشاهده شد مقايسه پروتيوم A و AE، 49 پروتيين در گروه A وجود داشت كه در گروه AE بياني نداشتند در حالي كه 26 نقطه در گروه AE وجود دارد كه داراي بيان جديد هستند و ناشي از اثر عصاره است. مقايسه پروتيوم دو گروه C و CE نشان داد كه حضور عصاره باعث بيان 80 پروتيين جديد و خاموشي 104 پروتيين شده است بحث و نتيجه گيري: بعد از حذف پروتيين هاي مشترك بين دو گروهي كه تحت تاثير عصاره بودند پروتيين هايي كه در واقع نقش كانديد دارويي براي درمان آلزايمر هستند مشخص شد. تغييرات در سطح ملكولي با آناليزهاي آماري چند متغيره اي نظير كلاسترينگ يا آناليز همبستگي و آناليز مولفه اصلي به خوبي آشكار گرديد و گروه هاي پروتييني كه داراي تغيير بيان بودند در 3 خوشه اصلي معرفي گرديد. در نهايت مي توان نتيجه گرفت كه عصاره اسطوخودوس باعث تغيير بيان معني داري در سطح پروتيوم مي شود و احتمالا فرايند هاي بيولوژيك ويژه اي را در هيپوكامپ موش صحرايي فعال مي نمايد كه در همراهي با تقويت يادگيري و حافظه در موش سالم و آلزايمري مي گردد.

Introduction: One of the shortcuts to disco-ver drug targets is the utilizing of new kn-owledge of basic medical sciences such as genomics, proteomics, metabolomics, bio-informatics and biostatistics that are apply-ing holistic approaches to study biological and medical subjects. In this study pro-teomics, bioinformatics and biostatistics techniques were applied to identify prob-able therapeutic proteins targets for the treatment of Alzheimerʹs disease. Hippoc-ampus proteomes of normal and Alzhe-imeric rats treated with aqueous extract of lavender were evaluated with protein expr-ession clustering method. Materials & Methods: Proteins of hippoc-ampus samples from normal and Alzheim-eric rats that treated with aqueous extract of lavender (CE and AE) and without the extract (C and A) were extracted. Proteins were separated by using of two-dimensional gel electrophoresis and the gels were stai-ned by silver staining methods. Bioinfo-rmatics and biostatistics analysis of the separated were accomplished by bioinfo-rmatics software. Findings: Bioinformatics and statistical analysis of the stained gels obtained 990 proteins in the four groups of rats. Prote-omic comparison of A and AE groups reve-aled that the expression of 49 proteins was inhibited, while the expression of 26 new proteins in the AE group was observed that may be due to the present of lavender extract. Proteomic comparison between gro-ups C and CE showed the expression of the 80 new proteins and inhibition of 104 pro-teins. Discussion & Conclusion: After the remov-al of common proteins between the two groups, those proteins that were affected by the extract assigned as drug targets for the treatment of Alzheimer. Changes at the molecular level were revealed with multi-variate statistical analyzes such as principal component analysis or correlation analysis and the clustering of proteins showed that the expression changes have been occurred in three main clusters. Finally, it could be concluded that lavender extract caused significant expression changes in the pro-teome and possibly activated specific biological processes in the rats’ hippoc-ampus that associated with enhancement of learning and memory in normal and Alzh-eimeric rats.