ارزیابی بیوانفورماتیکی MRNA پس از ترانسفکشن MicroRNA و تمایز سلول های بنیادی

ارزیابی بیوانفورماتیکی MRNA جهت اطلاعات زیستی پس از ترانسفکشن MicroRNA و تمایز سلول های بنیادی” مساله تشخیص و درمان سرطان و نقش microRNAها در ظهور سرطان یکی از موضوعات اصلی در پزشکی و زیست شناسی محسوب می‌شود و بنابراین می‌تواند از موضوعات جذاب برای انتخاب پایان‌نامه ارشد و دکتری و سایر طرح‌های پژوهشی باشد.

سلول‌های بنیادی پرتوان در حال حاضر به دلیل پتانسیل تمایز فوق‌العاده‌ای که در تمام انواع سلول‌های بدن دارند، منبع ارزشمندی برای مطالعه زیست‌شناسی و پزشکی احیاکننده (Regenerative) محسوب می‌شوند. سلول‌هایی که در شرایط آزمایشگاهی از سلول‌های بنیادی پرتوان (pluripotent) تمایز می‌یابند باید از نظر مولکولی و عملکردی بسیار شبیه به همتایان in vivo خود عمل کنند تا بتوانند به عنوان منبعی برای درمان‌های کلینیکی به کار روند. بنابراین، توسعه پروتکل‌های مناسب برای تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان به انواع سلول‌های خاص، گامی حیاتی برای مطالعه زیست‌شناسی رشد و پیشبرد کاربردها به مرحله بالینی است. برای این اهداف، انواع سلول‌های سوماتیک با قابلیت تکثیر طولانی مدت از سلول‌های بنیادی پرتوان مشتق شده‌اند، از جمله سلول‌های بنیادی جنینی (ESC) یا سلول‌های بنیادی عصبی مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC).

جهت مشاوره رایگان با مشاورین شرکت بافت و ژن پاسارگاد تماس بگیرید
۰۲۱۶۶۱۲۱۹۸۳

تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان به انواع سلول‌های تخصصی به طور بالقوه مفید است، نه تنها برای کاربردهای پیوند بالینی، بلکه به عنوان یک ابزار تحقیقاتی برای مطالعه مکانیسم‌های اساسی بیماری‌ها، کاربرد فراوانی دارد. اخیراً گزارش شده است که سلول‌های بنیادی پرتوان مانند ESCs و iPSCs در شرایط آزمایشگاهی به NSCs (Neural stem cells) تمایز داده می‌شوند که می‌توان آن‌ها را کشت داد و در عین حال توانایی تمایز به سلول‌های عصبی یا گلیال را حفظ کرد.

miRNA های دخیل در تمایز سلول‌های بنیادی اغلب کاهش فراوانی را در بافت‌های سرطانی نشان می‌دهند که مطابق با نقش آنها به عنوان سرکوبگر تومور است. القای بیان بالای این miRNA ها از خود نوسازی سلول‌های بنیادی سرطانی جلوگیری می‌کند، که نشان می‌دهد بیان بالای miRNAها می‌تواند به عنوان یک درمان برای سرطان مفید باشد.

miRNAها می‌توانند تمایز سلولی را با مهار پیشرفت چرخه سلولی و یا انتقال اپیتلیال به مزانشیم، (EMT) القاء کند. چندین miRNA، سطح بیان بسیار پایینی در سلول‌های بنیادی دارند که با تمایز افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، بیان خانواده miRNA let-7 در سرطان کاهش می‌یابد. بیان let-7 در سلول‌های بنیادی سرطان سینه بسیار کم یا غیرقابل تشخیص است و کاهش بیان let-7 برای حفظ “خاصیت بنیادی سلول ها” مورد نیاز است. let-7 بیان بالایی در سلولهای تمایز یافته دارد. بیان بیش از حد let-7 ، تشکیل ماموسفر سلول های بنیادی سرطان سینه و تشکیل تومور را در موش سرکوب می کند. بنابراین ارزیابی میزان بیان microRNAها می تواند شاخصی یا مارکری از شروع سرطان باشد.

از آنجایی که miRNA ها دارای چندین هدف mRNA هستند و اختلال در عملکرد آنها به ایجاد بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان‌ها، اختلالات عصبی و بیماری‌های قلبی عروقی کمک می‌کند. استفاده بالینی آنها به عنوان نشانگرهای زیستی و در تشخیص به سرعت در حال توسعه است. آنها می‌توانند بر محدودیت عمده مولکول‌های دارویی کوچک سنتی، که فقط می‌توانند کلاس خاصی از پروتئین‌ها را هدف قرار دهند، غلبه کنند. حتی برای داروهای مبتنی بر پروتئین، از جمله آنتی‌بادی‌های مونوکلونال که بسیار اختصاصی هستند، اهداف آنها عمدتاً به گیرنده‌های سطح سلول یا پروتئین های در گردش محدود می شود. در مقابل، siRNA ها و miRNA ها می‌توانند بیان تقریباً همه ژن‌ها و رونوشت‌های mRNA آنها را کاهش دهند. از آنجایی که بسیاری از بیماری‌ها ناشی از بیان ژن‌های نامطلوب یا جهش‌یافته یا از بیان بیش از حد برخی از ژن‌های طبیعی هستند، کشف siRNA و miRNA یک رویکرد درمانی کاملاً جدید را برای درمان بیماری‌ها با هدف قرار دادن ژن‌هایی که به طور کلی در فرآیند پاتولوژیک نقش دارند، باز می‌کند. بیان miRNA ها در بیماری های مختلف تغییر می‌کند و اکنون می توان بیان miRNA را با تزریق miRNA هایی مشابه استفاده از mRNA های آنتی سنس و RNAi (تکنیک های پرکاربرد برای بررسی عملکرد ژن و در ژن درمانی) دستکاری کرد.

جهت مطالعه دیگر موضوعات پایان نامه کلیک کنید

موضوعات پیشنهادی پایان نامه

یکی از موضوعات جالب برای پایان‌نامه های ارشد و دکتری، بررسی بیان میکرو آر ان ای‌ها به منظور ارزیابی سلول‌های بنیادی در سرطان یا تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های تمایزیافته و بررسی جامع کل پروفایل بیانی سلول با بررسی‌های بیوانفورماتیکی مثل RNA-Seq می‌باشد.

توالی یابی RNA (RNA-seq) بیش از یک دهه پیش توسعه یافت و از آن زمان به ابزاری فراگیر در زیست شناسی مولکولی تبدیل شده است و تقریباً درک جامعی از عملکرد ژنوم را شکل می‌دهد. RNA-seq اغلب برای تجزیه و تحلیل بیان تمایزی ژن (DGE) استفاده می شود. روش کار استاندارد در آزمایشگاه، با استخراج RNA، و به دنبال آن غنی سازی mRNA یا تخلیه RNA ریبوزومی، سنتز cDNA و تهیه یک کتابخانه توالی‌یابی متصل به آداپتور آغاز می‌شود. سپس کتابخانه با عمق خواندن ۱۰ تا ۳۰ میلیون خوانش (read) به ازای هر نمونه روی یک پلتفرم با توان بالا (معمولاً ایلومینا) توالی‌یابی می‌شود. مراحل پایانی محاسباتی هستند: تراز کردن (Aligning) و/یا گردهم آوری خوانشهای توالی یابی شده به ترانس کریپتوم، کمی کردن خوانش‌هایی که رونوشت‌های همپوشانی دارند، فیلتر کردن و نرمالایز کردن بین نمونه‌ها و مدل سازی آماری تغییرات معنی‌دار بیان ژن‌های مربوط.

عناوین طرح‌های پژوهشی با محوریت بررسی میزان بیان این microRNAها در سلول‌های بنیادی سرطانی و سلول‌های تمایز یافته توسط ارزیابی‌های بیوانفورماتیکی، می‌تواند به عنوان مارکری برای تشخیص سلول‌های سرطانی محسوب شود. هم چنین هدف‌گیری سلول‌های سرطانی با RNAهای کوچک مداخله‌گر مثل siRNA و miRNA، با هدف بررسی کاهش یا افزایش بیان انکوژن‌های دخیل در سرطان، می‌تواند به ارزیابی مسیرهای سیگنال رسانی دخیل در سرطان کمک به سزایی کند.