واکاوی سیستماتیک شبکه های ژنی مشترک و مکانیسم های مولکولی متقاطع در دیابت نوع ۲ و بیماری آلزایمر: یک رویکرد بیوانفورماتیک

هدف از این مطالعه، شناسایی مکانیسم های ژنتیکی مشترک و ژن های کلیدی (Hub Genes) است که پاتوفیزیولوژی دیابت نوع ۲ (T۲DM) و بیماری آلزایمر (AD) را به هم پیوند می دهند. با توجه به فرضیه "آلزایمر نوع ۳"، این پژوهش به دنبال تبیین مسیرهای سیگنالینگ مولکولی است که در هر دو بیماری دچار اختلال شده اند. در این مطالعه در ابعاد سیستماتیک، ۴ دیتاست بیان ژن و Microarray از پایگاه داده GEO استخراج شدند. داده ها با استفاده از نرم افزار R پکیج limma نرمال سازی شده و ژن های با بیان متفاوت (DEGs) شناسایی گردیدند. هم پوشانی این ژن ها از طریق نمودارهای ون مشخص شد. سپس با استفاده از نرم افزار Cytoscape، شبکه تعامل پروتئین-پروتئین (PPI) ترسیم گردید. تحلیل غنی سازی مسیرهای بیولوژیک (KEGG/GO) نیز برای درک کارکرد ژن های مشترک انجام گرفت. نتایج حاصل از تحلیل بیوانفورماتیک نشان داد که از میان مجموع ۴۵۰ ژن با بیان متفاوت در هر دو بیماری، ۶۵ ژن به صورت معنادار بین دیابت و آلزایمر مشترک (Common DEGs) هستند. تحلیل توپولوژیک شبکه PPI، ۱۰ ژن کلیدی (Hub Genes) را شناسایی کرد که در راس آن ها ژن های AKT۱، GSK۳B، TNF، INS، و IL۶ قرار داشتند (با امتیاز Degree Centrality بالای ۲۵). تحلیل های آماری نشان داد که این ژن ها در مسیرهای سیگنالینگ "مقاومت به انسولین" و "پاسخ التهابی" با مقدار p-value < ۰.۰۰۱ به شدت غنی شده اند. همچنین یافته ها حاکی از آن است که تغییرات بیان در ژن GSK۳B با ضریب همبستگی ۰.۷۸ با پیشرفت علائم شناختی در بیماران دیابتی همبستگی دارد. این مطالعه تایید می کند که دیابت نوع ۲ و آلزایمر دارای یک هسته مشترک از ژن های تنظیمی هستند که فراتر از نوسانات قند خون عمل می کنند. شناسایی این ژن های هاب، به ویژه در مسیر PI۳K/Akt، دریچه ای نو به سوی طراحی داروهای چندمنظوره (Multi-target drugs) می گشاید. این یافته ها می توانند به عنوان امضاهای بیولوژیک (Biomarkers) برای غربالگری زودهنگام آلزایمر در بیماران دیابتی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

دیابت نوع ۲ ، بیماری آلزایمر ، بیوانفورماتیک ، شبکه تعامل پروتئین-پروتئین (PPI) ، ژن های هاب ، مقاومت به انسولین ، سیستم بیولوژی.