بررسي تاثير تمرينات ورزش هوازي بر افراد داراي اضافه وزن نوجوان با مطالعه‌ي شبكه‌ي بر هم كنش پروتيين- پروتيين

Investigation of Effect of Exercises on Overweight Adolescents via Protein-protein Interaction Network Study

مقدمه: با افزايش وزن احتمال ابتلا به بيماري‌هاي قلبي مختلف افزايش مي‌يابد. ورزش در مهار چاقي موثر است، اما مكانيسم مولكولي اين اثر به خوبي شناخته نشده است. در اين مطالعه، تغيير بيان پروتيين‌هاي كليدي در افراد داراي اضافه وزن بعد از انجام تمرينات ورزشي هوازي، شناسايي و رتبهبندي و تحليل ‌شد. مواد و روش‌ها: پروتيين‌هاي تغيير بيان يافته در عضله اسكلتي نوجوانان داراي اضافه وزن (گزارش شده در سال 2014)، در شبكه‌ي برهمكنش پروتييني با استفاده از نرم‌افزار Cytoscape تحليل شدند. عناصر كليدي معرفي و فرايندهاي زيستي مرتبط با خوشه‌هاي پروتييني شناسايي و تحليل شدند. يافته‌ها: بيان هفت ژن كليدي پس از انجام تمرينات ورزشي تغيير يافت. دو خوشه‌ي ژني مهم و فرايند زيستي NAD Metabolic process وابسته به اين دو خوشه معرفي شدند. عناصر خوشه‌ي اول به 30 فرايند مهم زيستي مرتبط هستند كه متابوليسم قندها و نوكليوتيدها را كنترل مي‌كنند. نتيجه‌گيري: تعداد هفت ژن كليدي با ضريب تاثير متفاوت، در نوجوان مبتلا به چاقي تغيير بيان مييابند. ژنPKM به عنوان كليدي‌ترين ژن نقش مهمي در فعالسازي پيرووات ايفا مي‌كند. PGK1 از طريق تحليل شبكه شناسايي و معرفي شد. با توجه به اين كه اهميت هر كدام از اين ژن‌ها مشخص و رتبه معيني دريافت كرده‌اند و فرايندهاي مرتبط نيز شناسايي شده‌اند، امكان انجام مطالعات دارويي به منظور معرفي اهداف دارويي احتمالي در معالجه‌ي چاقي فراهم آمده است.

Introduction: With increasing weight, the risk of developing various heart diseases increases. Although exercise is effective in controlling obesity, and the molecular mechanism of this effect is not well known. This study aims to identify, rank and analyse changes in the expression of key proteins in overweight individuals after aerobic exercise training. Materials and Methods: Transformed proteins expressed in skeletal muscle of overweight adolescents were analyzed in a protein-protein interaction network, using Cytoscape software. Key elements of the interactome and the biological processes associated with protein clusters were identified and analyzed. Results: Seven key genes and two important gene clusters related to the network were introduced. The elements of the first cluster were related to 30 important biological processes that control sugar and nucleotide metabolism. The NAD metabolic process was introduced as the most important biological process. Conclusion: Expression of seven key genes with various impacts is altered in overweight adolescents. The PKM gene, as the key gene, plays an important role in the activation of pyruvate. PGK1 was identified and introduced via the network analysis. Considering the importance of each of the seven genes identified and the related processes, the feasibility and ground work for possible drug treatment can be facilitated.