1- دانشگاه زابل
چکیده: (13 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: ورم پستان گاوی در سطح جهانی یکی از مهمترین بیماریها در گلههای شیری میباشد که هم در دوره خشکی و هم در دوره شیردهی دام را درگیر میکند و خسارات اقتصادی زیادی را به دنبال دارد. این بیماری پرهزینهترین بیماری در گاوهای شیری در سطح جهان محسوب میشود. با توجه به اهمیت اقتصادی این موضوع، تلاشهای متعددی بر توسعه روشهای عملی و مؤثر برای پیشگیری از ورم پستان متمرکز شده است. همچنین در ورم پستان گاوی ناشی از عوامل عفونی، باکتریها میتوانند از طریق شیر و سایر محصولات لبنی به انسان منتقل شوند، که این یک مسئله حیاتی برای سلامتی انسان است. رویکردهای سنتی از جمله تشخیص و درمان ورم پستان و بهبود شرایط بهداشتی در کنترل این بیماری به نتایج مطلوبی دست نیافته است. در نتیجه، اولویتهای تحقیقاتی فعلی بر توسعه ابزارهایی برای تشخیص سریع و دقیق ورم پستان، همراه با استراتژیهایی برای افزایش سلامت پستان در گاوها تأکید دارند. این پیشرفتها برای اطمینان از تولید بالای شیر، که از عوامل تعیینکننده سودآوری در گاوداری شیری هستند، ضروری به نظر میرسد. شایعترین علت، باکتریها هستند که به دو دسته مسری و محیطی طبقهبندی میشوند. استافیلوکوکوس اورئوس، استرپتوکوک آگالاکتیه، استرپتوکوک اوبریس، اشریشیا کلی و کلبسیلا پنومونیه شایعترین پاتوژنهای مرتبط با ورم پستان هستند. مقاومت به ورم پستان یک صفت پیچیده است که تحت تأثیر ژنهای متعدد قرار دارد. با توجه به افزایش مقاومت ضد میکروبی، توسعه درمانهای جایگزین برای ورم پستان گاوی ضروری است. پیشرفتهای فناوریهای توالییابی نسل بعدی، فرصتی برای روشن شدن مکانیسمهای ژنتیکی زمینهساز ورم پستان فراهم میکند. هدف از این مطالعه بررسی رویکرد سیستمهای مبتنی بر شبکه و شناسایی ژنهای هاب بهمنظور کشف بینش عمیقتر کنترل ژنتیکی این بیماری میباشد.
مواد و روشها: نمونهها برای تجزیه و تحلیل بیان ژن شامل شش تکرار بیولوژیکی از شیر گاوهای سالم و شش تکرار شیر مربوط به گاوهای مبتلا به ورم پستان در جمعیت هلشتاین آلمانی بودند که از مجموعه داده GSE93082 در پایگاه داده GEO استفاده شد. برای کنترل کیفی توالی و تجزیه بیان ژنها از نرمافزار GEO2R استفاده شد. از دو معیار (|log2 fold-change (FC)| > 2) و adj p-value <0.05 برای شناسایی بیان متفاوت ژنها استفاده شد. برای شناسایی هستیشناسی ژن و مسیرها از ابزار DAVIDاستفاده شد. هستیشناسی ژن (GO) یک چارچوب استاندارد برای طبقهبندی عملکردهای ژن در سطح جهانی ارائه میدهد. در این مطالعه، از GO برای درک نقشها و عملکرد ژنها استفاده شد. ژنها بر اساس هستیشناسی به سه دسته تقسیمبندی میشوند: BP(Biological Processes)، MF(Molecular Functions) و CC(Cellular Components). این اجزا به ترتیب شامل فرآیندهای بیولوژیکی، عملکردهای مولکولی و سلولی هستند. در نهایت برای شناسایی ژنهای هاب از افزونه CytoHubba نرم افزار Cytoscape با روش DEGREE استفاده شد.
یافتهها: در مجموع 707 ژن بیان متفاوت داشته که تعداد 271 ژن با بیان پایین و 436 ژن با بیان بالا در مقایسه نمونههای سالم و مبتلا شناسایی شدند که ارتباط نزدیکی با ورم پستان داشتند. از این میان تعداد 10 ژن شامل IL1B،TLR4 ، STAT1، STAT3، ICAM1، TLR2، CD44، MYD88 و PTGS2 بر مبنای روش DEGREE به عنوان ژنهای هاب شناخته شدند. تجزیه تحلیل ژنهای شناسایی شده 99 مسیر مرتبط با ورم پستان را نشان داد که در نمودار 20 مسیری که P-Value<0.05 داشتند مشخص شدهاند. بررسی مسیرهای شناسایی شده معنیدار نشان داد که مسیر سیگنالینگ TNF (TNF signaling pathway) که در پاسخ به التهاب و عفونت فعال میشود، مسیر سیگنالینگ TLR (Toll-like receptor signaling pathway) که گیرندههای Toll-like (TLR) در شناسایی پاتوژنها (مانند باکتریها) نقش دارند و مسیر سیگنالینگ IL-17 (IL-17 signaling pathway) یک سیتوکین التهابی است و در پاسخ به عفونتهای باکتریایی و قارچی نقش دارد. این مسیر میتواند باعث جذب نوتروفیلها و سایر سلولهای ایمنی به محل عفونت شود و Th17 (Th17 cell differentiation) که در پاسخ به عفونتهای باکتریایی و قارچی نقش دارند و با تولید IL-17 باعث تقویت التهاب میشوند، نقش عمکردی مهمتری در بیماری ورم پستان گاوی دارند. بررسی هستیشناسی(GO) نشان داد که در ورم پستان گاو، فرآیندهای مرتبط با التهاب، پاسخ ایمنی و تنظیم مرگ سلولی (آپوپتوز) به شدت فعال هستند. همچنین، اجزای سلولی مانند شبکه اندوپلاسمی و میتوکندری و فعالیتهای مولکولی مانند اتصال به سیتوکینها و آنتیاکسیدانها نقش مهمی در پاسخ به عفونت و التهاب دارند. این یافتهها نشانمیدهد سلولها برای مبارزه با عفونت و کاهش آسیب بافتی در غده پستانی گاو تلاش میکنند.
نتیجهگیری: شناسایی مسیرهای متعدد مرتبط با ورم پستان و همچنین هستیشناسی ژنهای کاندیدا نشان داد که ورم پستان صفتی بسیار پیچیده است که عوامل مختلفی در آن دخیل هستند. این یافتهها اهمیت بالای ژنهای شناساییشده را در درک مکانیزمهای بیولوژیکی ورم پستان گاوی نشان میدهد. ژنهای برجستهشده در این مطالعه میتوانند بهعنوان نشانگرهای زیستی برای ورم پستان عمل کنند. علاوه بر این ممکن است حاوی واریانتهای نوکلئوتیدی متفاوتی باشند که میتواند برای بهبود ژنتیکی و طراحی استراتژیهای اصلاح نژادی در گاوهای شیری در برابر ورم پستان مورد استفاده قرار گیرند.
مقدمه و هدف: ورم پستان گاوی در سطح جهانی یکی از مهمترین بیماریها در گلههای شیری میباشد که هم در دوره خشکی و هم در دوره شیردهی دام را درگیر میکند و خسارات اقتصادی زیادی را به دنبال دارد. این بیماری پرهزینهترین بیماری در گاوهای شیری در سطح جهان محسوب میشود. با توجه به اهمیت اقتصادی این موضوع، تلاشهای متعددی بر توسعه روشهای عملی و مؤثر برای پیشگیری از ورم پستان متمرکز شده است. همچنین در ورم پستان گاوی ناشی از عوامل عفونی، باکتریها میتوانند از طریق شیر و سایر محصولات لبنی به انسان منتقل شوند، که این یک مسئله حیاتی برای سلامتی انسان است. رویکردهای سنتی از جمله تشخیص و درمان ورم پستان و بهبود شرایط بهداشتی در کنترل این بیماری به نتایج مطلوبی دست نیافته است. در نتیجه، اولویتهای تحقیقاتی فعلی بر توسعه ابزارهایی برای تشخیص سریع و دقیق ورم پستان، همراه با استراتژیهایی برای افزایش سلامت پستان در گاوها تأکید دارند. این پیشرفتها برای اطمینان از تولید بالای شیر، که از عوامل تعیینکننده سودآوری در گاوداری شیری هستند، ضروری به نظر میرسد. شایعترین علت، باکتریها هستند که به دو دسته مسری و محیطی طبقهبندی میشوند. استافیلوکوکوس اورئوس، استرپتوکوک آگالاکتیه، استرپتوکوک اوبریس، اشریشیا کلی و کلبسیلا پنومونیه شایعترین پاتوژنهای مرتبط با ورم پستان هستند. مقاومت به ورم پستان یک صفت پیچیده است که تحت تأثیر ژنهای متعدد قرار دارد. با توجه به افزایش مقاومت ضد میکروبی، توسعه درمانهای جایگزین برای ورم پستان گاوی ضروری است. پیشرفتهای فناوریهای توالییابی نسل بعدی، فرصتی برای روشن شدن مکانیسمهای ژنتیکی زمینهساز ورم پستان فراهم میکند. هدف از این مطالعه بررسی رویکرد سیستمهای مبتنی بر شبکه و شناسایی ژنهای هاب بهمنظور کشف بینش عمیقتر کنترل ژنتیکی این بیماری میباشد.
مواد و روشها: نمونهها برای تجزیه و تحلیل بیان ژن شامل شش تکرار بیولوژیکی از شیر گاوهای سالم و شش تکرار شیر مربوط به گاوهای مبتلا به ورم پستان در جمعیت هلشتاین آلمانی بودند که از مجموعه داده GSE93082 در پایگاه داده GEO استفاده شد. برای کنترل کیفی توالی و تجزیه بیان ژنها از نرمافزار GEO2R استفاده شد. از دو معیار (|log2 fold-change (FC)| > 2) و adj p-value <0.05 برای شناسایی بیان متفاوت ژنها استفاده شد. برای شناسایی هستیشناسی ژن و مسیرها از ابزار DAVIDاستفاده شد. هستیشناسی ژن (GO) یک چارچوب استاندارد برای طبقهبندی عملکردهای ژن در سطح جهانی ارائه میدهد. در این مطالعه، از GO برای درک نقشها و عملکرد ژنها استفاده شد. ژنها بر اساس هستیشناسی به سه دسته تقسیمبندی میشوند: BP(Biological Processes)، MF(Molecular Functions) و CC(Cellular Components). این اجزا به ترتیب شامل فرآیندهای بیولوژیکی، عملکردهای مولکولی و سلولی هستند. در نهایت برای شناسایی ژنهای هاب از افزونه CytoHubba نرم افزار Cytoscape با روش DEGREE استفاده شد.
یافتهها: در مجموع 707 ژن بیان متفاوت داشته که تعداد 271 ژن با بیان پایین و 436 ژن با بیان بالا در مقایسه نمونههای سالم و مبتلا شناسایی شدند که ارتباط نزدیکی با ورم پستان داشتند. از این میان تعداد 10 ژن شامل IL1B،TLR4 ، STAT1، STAT3، ICAM1، TLR2، CD44، MYD88 و PTGS2 بر مبنای روش DEGREE به عنوان ژنهای هاب شناخته شدند. تجزیه تحلیل ژنهای شناسایی شده 99 مسیر مرتبط با ورم پستان را نشان داد که در نمودار 20 مسیری که P-Value<0.05 داشتند مشخص شدهاند. بررسی مسیرهای شناسایی شده معنیدار نشان داد که مسیر سیگنالینگ TNF (TNF signaling pathway) که در پاسخ به التهاب و عفونت فعال میشود، مسیر سیگنالینگ TLR (Toll-like receptor signaling pathway) که گیرندههای Toll-like (TLR) در شناسایی پاتوژنها (مانند باکتریها) نقش دارند و مسیر سیگنالینگ IL-17 (IL-17 signaling pathway) یک سیتوکین التهابی است و در پاسخ به عفونتهای باکتریایی و قارچی نقش دارد. این مسیر میتواند باعث جذب نوتروفیلها و سایر سلولهای ایمنی به محل عفونت شود و Th17 (Th17 cell differentiation) که در پاسخ به عفونتهای باکتریایی و قارچی نقش دارند و با تولید IL-17 باعث تقویت التهاب میشوند، نقش عمکردی مهمتری در بیماری ورم پستان گاوی دارند. بررسی هستیشناسی(GO) نشان داد که در ورم پستان گاو، فرآیندهای مرتبط با التهاب، پاسخ ایمنی و تنظیم مرگ سلولی (آپوپتوز) به شدت فعال هستند. همچنین، اجزای سلولی مانند شبکه اندوپلاسمی و میتوکندری و فعالیتهای مولکولی مانند اتصال به سیتوکینها و آنتیاکسیدانها نقش مهمی در پاسخ به عفونت و التهاب دارند. این یافتهها نشانمیدهد سلولها برای مبارزه با عفونت و کاهش آسیب بافتی در غده پستانی گاو تلاش میکنند.
نتیجهگیری: شناسایی مسیرهای متعدد مرتبط با ورم پستان و همچنین هستیشناسی ژنهای کاندیدا نشان داد که ورم پستان صفتی بسیار پیچیده است که عوامل مختلفی در آن دخیل هستند. این یافتهها اهمیت بالای ژنهای شناساییشده را در درک مکانیزمهای بیولوژیکی ورم پستان گاوی نشان میدهد. ژنهای برجستهشده در این مطالعه میتوانند بهعنوان نشانگرهای زیستی برای ورم پستان عمل کنند. علاوه بر این ممکن است حاوی واریانتهای نوکلئوتیدی متفاوتی باشند که میتواند برای بهبود ژنتیکی و طراحی استراتژیهای اصلاح نژادی در گاوهای شیری در برابر ورم پستان مورد استفاده قرار گیرند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
