شناسایی ژن های کلیدی مرتبط با پیروپتوز در اختلال افسردگی اساسی (MDD): یک مطالعه بیوانفورماتیکی با استفاده از داده های RNA-seq توده ای و تک هسته ای

مقدمه و هدف: اختلال افسردگی اساسی (MDD) یکی از شایع ترین و ناتوان کننده ترین اختلالات روان پزشکی در جهان است، اما مکانیسم های مولکولی دقیق پاتوفیزیولوژی آن کماکان به طور کامل شناخته نشده است. پیروپتوز(Pyroptosis)، به عنوان یک شکل از مرگ سلولی برنامه ریزی شده متمایل به التهاب، اخیرا به عنوان یک عامل کلیدی در پیشرفت بیماری های عصبی و روانی مطرح شده است. هدف از این مطالعه، شناسایی ژن های کلیدی (Hub genes) مرتبط با پیروپتوز در اختلال افسردگی اساسی و بررسی الگوی بیان آن ها در سطح سلولی با استفاده از رویکردهای بیوانفورماتیکی و ادغام داده های رونویسی پیشرفته است. روش شناسی: در این مطالعه بیوانفورماتیکی، ابتدا داده های توالی یابی RNA توده ای (Bulk RNA-seq) مربوط به بیماران مبتلا به MDD و افراد گروه کنترل از پایگاه های داده معتبر (مانندGEO ) استخراج شدند. ژن های دارای بیان متفاوت(DEGs) شناسایی و با ژن های مرتبط با مسیر پیروپتوز (مستخرج از پایگاه های دادهFerrDb یا MsigDB) تقاطع داده شدند. سپس، برای بررسی دقیق تر در سطح تک سلولی، داده های توالی یابی RNA تک هسته ای (snRNA-seq) بافت مغزی مرتبط (مانند قشر پیش پیشانی) آنالیز گردید تا نوع سلول های درگیر و الگوی بیان این ژن ها در جمعیت های سلولی مختلف (نورون ها و سلول های گلیا) مشخص شود. در نهایت، تحلیل های هستی شناسی ژن(GO)، تحلیل مسیرهای زیستی (KEGG) و شبکه تعاملات پروتئینی (PPI) برای شناسایی ژن های کلیدی و مسیرهای سیگنال دهی اصلی انجام شد. یافته ها: تحلیل داده های Bulk RNA-seq منجر به شناسایی تعدادی ژن مشترک با بیان متفاوت مرتبط با پیروپتوز در بیماران MDD شد. آنالیز شبکه PPI و ماژول های کلیدی، تعدادی ژن محوری به را به عنوان ژن های کلیدی مرتبط با بیماری معرفی کرد. تحلیل داده های snRNA-seq نشان داد که این ژن های کلیدی به طور مشخصی در سلول های میکروگلیا (Microglia ) یا نورون های گلوتاماترژیک بیماران مبتلا به MDD افزایش/کاهش بیان معنی داری دارند. نتایج غنی سازی مسیرها نشان داد که این ژن ها عمدتا در مسیرهای التهاب عصبی(Neuroinflammation)، فعال سازی اینفلامازوم و پاسخ های ایمنی ذاتی دخیل هستند. نتیجه گیری: این مطالعه با تلفیق موفقیت آمیز داده های Bulk و snRNA-seq، بینش جدیدی از نقش پیروپتوز در پاتوفیزیولوژی اختلال افسردگی اساسی ارائه داد. ژن های کلیدی شناسایی شده در این پژوهش، به ویژه در جمعیت های سلولی خاص مغز، می توانند به عنوان نشانگرهای زیستی (Biomarkers) بالقوه برای تشخیص زودرس و همچنین به عنوان اهداف درمانی نوین (Therapeutic targets) در مدیریت و درمان اختلال افسردگی اساسی مورد توجه قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

اختلال افسردگی اساسی ، پیروپتوز ، بیوانفورماتیک ، توالی یابی RNA تک هسته ای (snRNA-seq) ، ژن های کلیدی