فهرست مطالب

Epigenetics - Volume:4 Issue: 2, Autumn 2023

Journal of Epigenetics
Volume:4 Issue: 2, Autumn 2023

  • تاریخ انتشار: 1403/02/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فائزه رمضانی* صفحات 1-9
    سرطان دهانه رحم سومین علت مرگ ومیر ناشی از سرطان زنان در جهان است.ROS از محصولات جانبی متابولیسم اکسیژن است که تحت تاثیر بی ثباتی متابولیک قرار می گیرد.ROS با کنترل مسیرداخلی آپوپتوز میتوکندریایی در سلول محافظت ایجاد می کند.MSRB3 می تواند آپوپتوزبا واسطه ROS را در سلولهای سرطان دهانه رحم مهار کند و باعث ایجاد تومور و متاستاز شود.در این مقاله تاثیر miR-331-3p و miR-338-3p بر کاهش بیان ژن MSRB3مورد بررسی قرار گرفته است.پروتئین های نامطلوب در بافت های سرطان دهانه رحم با استفاده از پایگاه داده Human Protein Atlas(HPA) به دست آمدند.OncoDB برای تعیین ژن های با بیان متفاوت مرتبط با مراحل سرطان استفاده شد. یک نمودار Venn برای شناسایی ژن هایی که از نظر بالینی نامطلوب و با مراحل سرطان مرتبط هستند رسم شد. پایگاه داده STRING برای پیش بینی تعاملات عملکردی ژن های خاص با پروتئین های انسانی استفاده شد. فاکتور رونویسی بالادست، آنالیز Gene Ontology(GO) ، و مکانیسم بالقوه MSRB3 و پروتئین های مرتبط با آن، با استفاده از Enrichr مورد بررسی قرارگرفتند.با استفاده از 223,HPA ژن مرتبط با پیش آگهی ضعیف در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم شناسایی شد.OncoDB برای شناسایی 1000 ژن های با بیان متفاوت مرتبط با مراحل بالینی بیماران سرطان دهانه رحم استفاده شد(Tang et al., 2022). نشان داده شد که بیان MSRB3 با بقای بیمار سرطان دهانه رحم و مرحله بالینی مرتبط است. ارتباط بین بیان MSRB3 وROS با استفاده از Reactome مشخص شد. باتوجه به داده هایSTRING، MSRB3 با دو ژن TXN) و (FXN ارتباط دارد.بر اساس آنالیزGO، این ژن ها در مسیر ترمیم پروتئین دارای نقش و فعالیت اکسیدوردوکتاز هستند.با استفاده از پایگاه داده miRWalk، نقش تنظیم کننده miR-331-3p و miR-338-3p hsa-let-7b-3pوHSF2 در بیان MSRB3 بررسی شد.پیش بینی می شود miR-331-3p و miR-338-3p ،hsa-let-7b-3pوHSF2 در تنظیم MSRB3 و سایر پروتئین های مرتبط نقش دارد.بنابراین، استراتژی های درمانی که بیان MSRB3 را هدف قرار می دهند،می تواند سلول های سرطانی دهانه رحم را مستعد آپوپتوز کنند.
    کلیدواژگان: سرطان دهانه رحم، MSRB3، استرس اکسیداتیو، میکرو RNA، ژنومیکس، بیوانفورماتیک
  • صفحات 10-21
  • لیلی محمدی پور قاسم آباد*، وحید شیبانی، سعید اسماعیلی ماهانی، مریم سالاری صفحات 22-29
    اثرات مثبت و حفاظتی ورزش منظم بر اختلالات حافظه و یادگیری ناشی از محرومیت از خواب در مطالعات گذشته اثبات گردیده است و اخیرا مشخص شد که miR-191-5p با هدف قرار دادن BDNF به عنوان یک فاکتور مهم در فرایندهای شناختی باعث اختلال در حافظه و یادگیری در شرایط محرومیت از خواب می شود. هدف از این مطالعه بررسی اثرات ورزش منظم با تردمیل بر بیان miR-191-5p در موش های محروم از خواب می باشد.موش های فاقد تخمدان نسبت به موش های دست نخورده به اثرات محرومیت از خواب آسیب پذیرتر هستند، بنابراین، ما در این مطالعه بر روی موش های ماده فاقد تخمدان آزمایش های خود را انجام دادیم. miRNAها به عنوان تنظیم کننده های حیاتی بسیاری از عملکردهای زیست شناسی به خصوص عملکردهای مغزی از قبیل یادگیری و حافظه شناخته شده اند. تاثیر 72 ساعت محرومیت از خواب و 4 هفته ورزرش با تردمیل بر بیان miR-191-5p و BDNF بررسی شد. 72 ساعت محرومیت از خواب با استفاده از روش سکوی چندگانه انجام گرفت و پروتکول ورزش، 4 هفته ورزش منظم با تردمیل بود. بیان miR-191-5p و BDNF با استفاده از روش Real-time PCR انجام پذیرفت. محرومیت از خواب بیان miR-191-5p و BDNF را کاهش داد که این تغییرات همگی با 4 هفته ورزش تردمیل بهبود یافتند. علی رغم افزایش بیان BDNF در موش های ورزش کرده، miR-191-5p تغییرات معنی داری را نشان نداد. در واقع این مطالعه نشان داد مکانیسم تاثیرگذاری احتمالی ورزش بر بیان BDNF مستقل از تاثیر آن بر بیان miR-191-5p بود.
    کلیدواژگان: محرومیت از خواب، ورزش با تردمیل، هیپوکامپ، BDNF، MiR-191-5p
  • صفحات 34-45
    سرطان کولون یک سرطان شایع در مردان و زنان است. سرطان کولون سومین سرطان شایع در جهان است. ظهور فناوری نانو باعث شد تا محققان نانو محصولات جدیدی را برای تشخیص و درمان سرطان معرفی کنند. درمان سرطان کولون با مشکلاتی همراه با ناکارآمدی شیمی درمانی کمکی و ایجاد بیماری متاستاتیک همراه است. در این مطالعه، نانوکامپوزیت CoFe2O4@Ag با استفاده از عصاره Spirulina platensis سنتز شد و با آنالیزهای FT-IR، XRD، SEM، TEM، DLS، پتانسیل زتا و Mapping EDS بررسی شد. سپس اثر نانوکامپوزیت بر بقا، آپوپتوز و بیان ژن های BAX و Bcl-2 در سلول های رده سرطان کولون مورد بررسی قرار گرفت. ذرات نانوکامپوزیت سنتز شده کروی با محدوده اندازه 20-40 نانومتر، پتانسیل زتا 42- میلی ولت و اندازه هیدرودینامیکی 250 نانومتر بودند. غلظت مهاری 50 درصد (IC50) نانوکامپوزیت برای سلول های نرمال و سرطانی به ترتیب 256 و 65 میکروگرم بر میلی لیتر اندازه گیری شد که نشان دهنده حساسیت بالاتر سلول های سرطانی بود. علاوه بر این، تیمار سلول های سرطانی کولون با نانوکامپوزیت به طور قابل توجهی فراوانی سلول های آپوپتوزی را از 47/4 به 6/65 درصد افزایش داد. علاوه بر این، ژن های BAX و Bcl-2 به ترتیب 2.7 و 1.25 برابر افزایش بیان داشتند. با توجه به نتایج، نانوکامپوزیت CoFe2O4@Ag می تواند به طور قابل توجهی تکثیر سلول های سرطانی کولون را از طریق فعال سازی مسیرهای سیگنالینگ پرو آپوپتوزی مهار کند.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، آپوپتوزیس، سرطان کولون، BAX، Bcl-2
  • نسیم نعیمی*، میلاد ملاعلی، عبدالباسط ملک نژاد صفحات 46-53

    پیشینه:

     نئوپلازی غدد درون ریز چندگانه نوع 1 (MEN1) یک بیماری ارثی است که به صورت یک الگوی ژنتیکی اتوزومال غالب ظاهر می شود. این ناهنجاری ژنتیکی با تشکیل تومورها در غدد درون ریز مختلف مشخص می شود که منجر به مجموعه ای پیچیده از تظاهرات بالینی می گردد. ارتباط بین سرطان کولورکتال (CRC) و جهش های MEN1 ناشناخته باقی مانده است. این مطالعه با هدف گزارش یک بیمار زن ایرانی مبتلا به سرطان CRC با جهش ژنتیکی MEN1 انجام شد. مواد و

    روش

    خانم 37 ساله ای با شکایت از ضایعات رکتوم، آدنوم توبولار و آدنوکارسینوم رکتوم به پزشک مراجعه کرد و علائم آدنوکارسینوم کولورکتال با تمایز متوسط را مطرح کرد. HLA typing برای وی آزمایش شد. در نهایت، توالی یابی کل اگزوم (WES) با استفاده از DNA بیمار انجام شد. بر اساس مسیری استاندارد، واریانت شناسایی و تفسیر شد.

    نتایج

    یافته ها یک جهش بدمعنی هتروزیگوت شناخته شده در اگزون 2 ژن MEN1، g.64577373T-G، c.209A>C، p.Asp70Ala را در بیمار نشان داد که از نظر بیماری زایی، واریانت با اهمیت ناشناخته (VUS) است. همچنین وی بیماری سلیاک نداشت (ژنوتیپ های HLA-DQ2/DQ8 منفی بودند).

    نتیجه گیری

    همبستگی بین ژنوتیپ شناسایی شده و فنوتیپ آناتومیکی بیمار نشان می دهد که واریانت شناسایی شده می تواند منجر به ناهنجاری های کولورکتال در بیمار شود که به ویژگی های متمایز بیماری MEN1 کمک می کند. درک مکانیسم های ژنتیکی اصلی برای تشخیص و درمان این بیماری مهم است.

    کلیدواژگان: نئوپلاسم های کلورکتال، نئوپلازی غدد درون ریز چندگانه نوع 1، توالی یابی اگزوم، تغییر ژنتیکی، ایران
|
  • Faezeh Ramezani * Pages 1-9
    Cervical cancer is one of the most common cancers in women and is the third leading cause of cancer-related mortality. Metabolic dysregulation is a common hallmark of cancer. Reactive-oxygen-species(ROS) are oxygen metabolism byproducts that are impacted by metabolic instability. ROS can trigger cellular apoptosis as a safety switch by controlling the intrinsic mitochondrial apoptosis pathway. MSRB3(methionine sulfoxide reductase B3) can inhibit ROS-mediated-apoptosis in cervical cancer cells,promoting tumorigenesis and metastasis. In this article,the effect of miR-331-3p,and miR-338-3p on reducing gene expression is investigated.The unfavorable proteins in cervical cancer tissues were selected and obtained using the Human-Protein-Atlas(HPA) database. OncoDB was used to find differentially-expressed-genes(DEGs) linked with the cancer stage. STRING database was used to predict functional interactions of human proteins with specific genes. The upstream transcription factor, Gene Ontology analysis, and potential mechanism of MSRB3 and its interacting proteins were all investigated using Enrichr. HPA identified 223 genes linked with poor prognosis in cervical cancer patients. OncoDB was used to identify the top 1,000 DEGs related to cervical cancer patients' clinical stages. MSRB3 expression was shown to be correlated with cervical cancer patient survival and clinical stage. A tight relationship between MSRB3 expression and ROS was discovered by Reactome.According to STRING, MSRB3 interacts with two additional genes (TXN(Thioredoxin) and FXN(Frataxin)). According to GO analysis, these genes were engaged in protein-repair pathways and had oxidoreductase-activity. We discovered that MSRB3 expression is associated with poor prognosis in cervical cancer patients. Using the miRWalk database,we predicted that the miR-331-3p, miR-338-3p, and hsa-let-7b-3p have the potential to be involved in regulating MSRB3 Also, due to the TRRUST analysis, HSF2 is an upstream transcription factor of MSRB3, TXN, and FXN can be knocked down in order to suppress MSRB3 with two additional genes. Thus, treatment strategies that target MSRB3 expression may prone cervical cancer cells to apoptosis.
    Keywords: cervical cancer, methionine sulfoxide reductase B3, ROS, microRNA, genomics, Bio-Informatics
  • Ali Yetgin * Pages 10-21
    Epigenetic modifications are heritable changes in gene expression that do not involve changes to the core DNA sequence. These modifications can be passed down across generations. It has been proven that epigenetic alterations have a significant influence on the regulation of a plant's response to environmental stress. This article provides an overview of the various defense mechanisms that plants use when confronted with unfavorable environmental conditions. These defense mechanisms include alterations in the patterns of DNA methylation, modifications to histones, and gene silence that is mediated by tiny RNA molecules. This discussion will focus on the current state of our understanding of the hereditary and ecological factors that influence epigenetic modifications in flora and the possible consequences these factors have for an organism's response to stress. In addition, this discussion highlights the challenges and opportunities associated with investigating epigenetic alterations in flora. These include the need for advanced precision methodologies to identify epigenetic modifications and the possibility of utilizing epigenetic diversity in breeding programs. The current investigation provides a comprehensive review of the significance of epigenetics in the context of plant adaptation to environmental stress. This examination highlights the value of this field of study in the context of addressing challenges pertaining to worldwide food security.
    Keywords: Epigenetics, Plant adaptation, Environmental stress, Histone modifications, gene expression
  • Lily Mohammadipoor-Ghasemabad *, Vahid Sheibani, Saeed Esmaeili-Mahani, Maryam Salari Pages 22-29
    The positive and protective effects of regular exercise on the learning and memory impairments induced by sleep deprivation (SD) have been demonstrated in previous studies, and recently, it was found that miR-191-5p by targeting BDNF as an essential factor in cognitive function causes memory and learning impairments in sleep deprivation conditions. This study aims to investigate the effects of regular treadmill exercise on the expression of miR-191-5p in sleep-deprived rats. Ovariectomized (OVX) rats are more vulnerable to the effects of sleep deprivation than intact rats. In this study, we performed our experiments on OVX female rats. MiRNAs are vital regulators of many biological functions, mainly brain functions such as learning and memory. The effect of 72 hours of sleep deprivation and four weeks of treadmill exercise on the expression of miR-191-5p and BDNF was investigated. Seventy-two hours of sleep deprivation was performed using the multiple platform method, and the exercise protocol was four weeks of regular treadmill exercise. Expression of miR-191-5p and BDNF was done using the Real-time PCR method. Sleep deprivation down-regulated the level of miR-191-5p and BDNF, all of which were ameliorated by four weeks of treadmill exercise. Despite increased BDNF expression in exercised rats, miR-191-5p did not show significant changes. The mechanism of the possible effect of exercise on the expression of BDNF was independent of its effect on the expression of miR-191-5p.
    Keywords: BDNF, Hippocampus, MiR-191-5p, Sleep deprivation, Treadmill exercise
  • Farzaneh Iravani, Elahe Raji, Seyed Mahdi Kalantar * Pages 30-33
    Background

    Intellectual disability (ID) consists of a broad range of disorders characterized by low general intellectual functioning (IQ below 70). ID etiologic causes are heterogeneous, ranging from environmental to chromosomal and monogenic conditions. Although many autosomal genes responsible for ID are expected, but only a small number of these have been identified and up to now most progress has been made in the area of X-linked translocation ID; but many autosomal chromosome genes play a crucial role in the development of a central nervous system. Any change which lead to lose or reduce the function or change the expression of them; high or low, even have a damaging effect on the functional protein might lead to different phenotype like developmental delay, growth retardation or intellectual disabilities.

    Result & conclusion

    In this paper, we discuss the importance of balanced chromosomal translocations in the etiologic cause of newborn intellectual disabilities. Balanced translocation is the result of breaking off two chromosomes and reattached in a way that the sections of two chromosomes have switched places. These rearrangements are found as de novo events in 1/2,000 live births and give rise to some congenital anomalies which is the product of submicroscopic deletions, duplications, inversion or disruption, activation, or inactivation of a gene or different genes located at or near the breakpoints in the basepair level. These apparently balanced translocations due to positional effect lead to occur abnormal phenotype. In conclusion, Cryptic genomic imbalances cause mentality are very rare condition but new technologies like NGS long-read genome sequencing could detect rapid breakpoint effects on live birth healthy and discover a new way for prenatal diagnosis.

    Keywords: Reciprocal, Translocation, chromosomal, abnormalities, Prenatal diagnosis, NGS
  • Zahra Pouresmaeil, Abdolhassan Doulah *, Ali Salehzadeh Pages 34-45
    Colorectal cancer is a common cancer in both men and women. Colorectal cancer is the third widely diagnosed cancer in the world. The emergence of nanotechnology led the researchers to introduce novel nano-products for cancer diagnosis and treatment. Treating colon cancer has difficulties associated with the inefficiency of adjuvant chemotherapy and the development of metastatic disease. In this work, CoFe2O4@Ag nanocomposite was synthesized using the Spirulina platensis extract and characterized by FT-IR (Fourier-transform infrared spectroscopy), XRD (X-Ray diffraction), SEM (Scanning electron microscopy), TEM (Transmission electron microscopy), DLS (Dynamic light scattering), Zeta potential, and EDS-mapping analyses. Then, the effect of the nanocomposite on the survival, apoptosis, and expression of the BAX and Bcl-2 genes in colon cancer cells was investigated. The spherical nanocomposite particles were synthesized properly with a size range of 20-40 nm, the zeta potential of -42 mV, and hydrodynamic size of 250 nm. The 50% inhibitory concentration (IC50) of the nanocomposite for normal and colon cancer cells was measured 256 and 65 µg/mL, respectively, indicating the higher susceptibility of cancer cells. Further, treating colon cancer cells with the nanocomposite significantly increased the frequency of apoptotic cells from 4.47 to 65.6%. In addition, the BAX and Bcl-2 genes were up-regulated by 2.7 and 1.25 folds, respectively. According to the results, the CoFe2O4@Ag could considerably inhibit colon cancer cells through the activation of the pro-apoptotic signaling pathways.
    Keywords: Nanocomposite, Apoptosis, Colon cancer, BAX, Bcl-2
  • Nasim Naeimi *, Milad Mollaali, Abdulbaset Maleknejad Pages 46-53
    Background

    Multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) is a hereditary condition manifesting as an autosomal dominant genetic pattern. This genetic anomaly is marked by the formation of tumors in diverse endocrine glands, leading to a complex array of clinical manifestations. The correlation between colorectal cancer (CRC) and MEN1 mutations remains unknown. This study aimed to report an Iranian female CRC patient with a MEN1 genetic mutation.

    Material and method

    A 37-year-old female presented to a physician complaining of rectal lesions, tubular adenoma, and rectal adenocarcinoma, suggesting moderately differentiated colorectal adenocarcinoma symptoms. HLA typing was tested for her. Finally, whole exome sequencing (WES) was performed using the patient's DNA. Based on a standard pipeline, the variant was identified and interpreted.

    Results

    The findings demonstrated a known heterozygous missense mutation in the exon 2 of the MEN1 gene, g.64577373T-G, c.209A>C, p.Asp70Ala in the patients which has a variant uncertain significant (VUS) pathogenicity. She also had no celiac disease (HLA-DQ2/DQ8 genotypes are negative).

    Conclusion

    The correlation between the identified genotype and the anatomical phenotype of the patient suggested that the identified variant can lead to colorectal abnormalities in the patient, contributing to the distinctive features of MEN1 disease. Understanding the underlying genetic mechanisms is important for diagnosing and treating this condition.

    Keywords: Colorectal Neoplasms, Multiple Endocrine Neoplasia Type 1, Exome Sequencing, Genetic Variation, Iran