بررسی پروفایل بیانی سلول های روده آلوده به کریپتوسپوریدیوم پارووم با استفاده از بیوانفورماتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه انگل شناسی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

2 گروه انگل شناسی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران

3 گروه انگل شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22034/aej.2022.316508.2799

چکیده

پاتوژن ها مکانیسم‌های سلولی میزبان را تحت تأثیر قرار می‌دهند تا بتوانند توانایی‌های سلول میزبان را در مسیر عفونت قرار دهند. کریپتوسپوریدیوم پارووم در اﻓﺮاد ﻣﺒﺘﻼ ﺑﻪ اﻳـﺪز و اﻓـﺮاد دارای ﺿﻌﻒ ﺳﻴﺴﺘﻢ اﻳﻤﻨﻲ اﻳﺠﺎد ﻣﺸﻜﻼت ﺻﻔﺮاوی ﺷﺪﻳﺪ و اﺳﻬﺎل ﺣﺎد و ﻛﺸﻨﺪه ﻣـﻲ ﻧﻤﺎﻳـﺪ و ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﭘـﺎﺗﻮژن روده ای ﻣﻬﻢ در اﻧﺴﺎن و برخی پستانداران ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه و ﻫﻢ ردﻳﻒ ﺑـﺎ ﺳـﺎﻟﻤﻮﻧﻼ، ﺷـﻴﮕﻼ و ﺳـﻮﻳﻪ ﻫـﺎی اﻧﺘﺮوﺗﻮﻛﺴـﻲ ژﻧﻴـﻚ اﺷﺮﺷﻴﺎﻛﻠﻲ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. باید توجه داشت که سلول‌های روده‌ی انسان در اثر آلودگی و عفونت با کریپتوسپوریدیوم پارووم دچار تغییرات عمده در فعل و انفعالات میزبان- انگل به خصوص تغییر در بیان ژن‌های مربوطه می‌گردد. هدف از انجام این تحقیق شناسایی اثرات تغییر پروفایل بیانی ژن‌ها در سلول‌های HCT-8 آلوده به کریپتوسپوریدیوم پارووم بر واکنش متقابل میزبان-انگل بود. در این تحقیق تخمینی از میزان ژن های درگیر در فرایندهای بیولوژیکی و در روند آلودگی سلول های روده به کریپتوسپوریدیوم پارووم به دست آمد. به منظور انجام مطالعات مورد نظر از اطلاعات ثبت شده در پایگاه داده‌هایGEO در وب سایت NCBI که توسط محققین دانشگاه هوستن تگزاس آمریکا قرار داده شده بود استفاده شد. اطلاعات خام با نرم افزارهای مختلف و با استفاده از پایگاه های اینتزنتی مورد خوانش، پیش پردازش و پردازش قرار گرفتند. در بررسی های انجام شده مشخص شد که بیان ژن های دخیل در آلودگی رده سلولی HCT-8 به وسیله کریپتوسپوریدیوم پارووم تحت تاثیر قرار می گیرند و به طبع آن برخی از ژن ها بیش از حد و برخی از ژن ها کمتر از حد بیان می شوند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که بیش‌ترین ژن های درگیر در فرایندهای بیولوژیکی مربوط به ارتباطات سلول - انگل و کم ترین ژن‌های درگیر در ارتباط با مرگ سلولی(آپوپتوز) و تکثیر DNA می باشند. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که ژن های مختلفی تحت تاثیر عفونت دچار تغییر در بیان می شوند که هرکدام می توانند موجب فعال شدن عوامل مختلف و مسیرهای متفاوتی در راستای عفونت شوند و به عنوان اهداف دارویی و واکسن در آینده مورد توجه قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of expression profile of intestinal cells infected with Cryptosporidium parvum using bioinformatics

نویسندگان [English]

  • Saeed Dadkhah Tehrani 1
  • Seyed Shapoor Reza Shojaei 1
  • Seyed Reza Hosseini 2
  • Parviz Shayan 3
1 Department of Parasitology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
2 Department of Parasitology, Shahr-e-kord Branch, Islamic Azad University, Shahr-e-kord, Iran
3 Department of Parasitology, Tehran University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Pathogens affect host cellular mechanisms in order to impair the capabilities of the host cell in the path of infection.Cryptosporidium parvum in people with AIDS and people with weakness of the immune system creates severe bile and acute diarrhea, and is known as an important intestinal pathogen in humans and some mammals and rows with Salmonella, Shigella and Enterotoxic genetic strains of Escherichiacoli It takes. From the point of view of cellular genetics, it should be noted that human intestinal cells due to infection with Cryptosporidium parvum undergo major changes in host-parasite interactions, especially changes in the expression of relevant genes. The aim of this study was to identify the effects of altering the expression profile of genes in HCT-8 cells infected with Cryptosporidium parvum on host-parasite interaction. In this study, an estimate of the number of genes involved in biological processes and in the process of intestinal cell infection with Cryptosporidium parvum was obtained. In order to carry out the studies, the data recorded in the GEO database on the NCBI website, which was placed by researchers at the University of Houston, Texas, USA, were used. Raw data were read, pre-processed and processed using various software and online databases. Studies have shown that the expression of genes involved in HCT-8 cell line infection is affected by Cryptosporidium parvum, and that some genes are over-expressed and some are under-expressed. The results of this study show that the most genes involved in biological processes are related to cell-parasite communication and the least genes are involved in cell death (apoptosis) and DNA replication. The results of this study show that different genes under the influence of infection change in expression, each of which can activate different factors and different pathways in the direction of infection and be considered as future drug and vaccine targets.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cryptosporidium parvum
  • cryptosporidiosis
  • intestinal epithelium
  • HCT-8 cell line
  • parasite infection

مراجع

  1. Vahedi, N., Asl, A.D. and Saadat, M., 2009. Primary research on gastro-intestinal Cryptosporidium incidence rate in lambs and calves in Amol city, Iran. Journal of Veterinary Research. 64(2): 101-102. (In Persian)
  2. Ghafari, R., Rafiei, A., Tavalla, M., Choghakabodi, P.M., Nashibi, R. and Rafiei, R., 2018. Prevalence of Cryptosporidium species isolated from HIV/AIDS patients in southwest of Iran. Comparative immunology, microbiology and infectious diseases. 56: 39-44.
  3. Durmuş, S., Çakır, T., Özgür, A. and Guthke, R., 2015. A review on computational systems biology of pathogen-host interactions. Frontiers in microbiology. 6: 235.
  4. Foote, S., Speed, T. and Handman, E., 1998. What can bioinformatics do for parasitology research? Parasitology today. 14(9): 346-347.
  5. Castellanos-Gonzalez, A., Yancey, L.S., Wang, H.C., Pantenburg, B., Liscum, K.R. and Lewis, D.E., 2008. Cryptosporidium infection of human intestinal epithelial cells increases expression of osteoprotegerin: a novel mechanism for evasion of host defenses. The Journal of infectious diseases. 197(6): 916-923.
  6. Ramasamy, A., Mondry, A., Holmes, C.C. and Altman, D.G., 2008. Key issues in conducting a meta-analysis of gene expression microarray datasets. PLoS medicine. 5(9): e184.
  7. Hu, G., Feng, Y., O’Hara, S.P. and Chen, X.M., 2014. Immunology of cryptosporidiosis. Cryptosporidium: parasite and disease. Springer. 423-454.
  8. Wang, Y., Shen, Y., Liu, H., Yin, J., Zhang, X.T. and Gong, A.Y., 2019. Induction of inflammatory responses in splenocytes by exosomes released from intestinal epithelial cells following cryptosporidium parvum infection. Infection and immunity. 87(4):e00705-718.
  9. O'connor, R.M., Burns, P.B., Ha-Ngoc, T., Scarpato, K., Khan, W. and Kang, G., 2009. Polymorphic mucin antigens CpMuc4 and CpMuc5 are integral to Cryptosporidium parvum infection in vitro. Am Soc Microbiol. 8(4): 461-469.
  10. Singh, P., Mirdha, B.R., Srinivasan, A., Rukmangadachar, L.A., Singh, S. and Sharma, P., 2015. Identification of invasion proteins of Cryptosporidium parvum. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 31(12):1923-1934.
  11. Pawlowic, M.C., Somepalli, M., Sateriale, A., Herbert, G.T., Gibson, A.R. and Cuny, G.D., 2019. Genetic ablation of purine salvage in Cryptosporidium parvum reveals nucleotide uptake from the host cell. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116(42): 21160-21165.
  12. Liu, T.L., Fan, X.C., Li, Y.H., Yuan, Y.J., Yin, Y.L. and Wang, X.T., 2018. Expression profiles of mRNA and lncRNA in HCT-8 cells infected with Cryptosporidium parvum IId subtype. Frontiers in Microbiology. 9: 1409. https://doi.org/ 10.3389/fmicb. 2018.01409.
  13. Ming, Z., Wang, Y., Gong, A.Y., Zhang, X.T., Li, M. and Chen, T., 2018. Attenuation of intestinal epithelial cell migration during Cryptosporidium parvum infection involves parasite Cdg7_FLc_1030 RNA-mediated induction and release of Dickkopf-1. The Journal of infectious diseases. 218(8): 1336-1347.
  14. Bahrami, T. and Maleki, B., 1393. Sequencing of the smallest eukaryotic genome. Pajouda Journal.;30(8):16-24. (In Persian)
  15. Eftekharmanavi, S., Peyghan, R., Soltani, M. and Ghorbanpor, M., 2016. Ghalyanchi Langrodi A. Multi-aspect molecular and stractural bioinformatic study of outer membrane protein (OmpTS) of Aeromonas hydrophila common cause of infectious septicemia in fish for immunization goals. Animal Environment Journal. 8(1): 165-174. (In Persian)
  16. Salehzadeh S, Tabatabaei M, Derakhshandeh A, Karbalaei Heidary, H.R., 2021. Design of a fusion gene construct for production of recombinant laterosporulin bacteriocin and bioinformatic analysis for assessing the role of the amino-terminal SH2 domain. Animal Environment Journal. 12(4): 603-610. (In Persian)
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 15، شماره 1
خرداد 1402
صفحه 87-92

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار