DEHP Nədir və Crohn Xəstəliyi Baxımından Niyə Araşdırılır?

DEHP plastik məhsullarda, qida qablaşdırmalarında, tibbi cihazlarda, tikinti materiallarında və çoxsaylı istehlak məhsullarında istifadə olunan ftalat plastifikatordur. Polimer quruluşuna kovalent şəkildə bağlanmadığı üçün istehsal, istifadə və tullantı prosesləri zamanı ətraf mühitə keçə bilər.

İnsanlar DEHP-yə:

• qidalanma,
• tənəffüs,
• dəri təması,
• və bəzi tibbi cihazlar

vasitəsilə məruz qala bilərlər.

DEHP orqanizmə daxil olduqdan sonra mono-(2-etilheksil) ftalat (MEHP) kimi aktiv metabolitlərə çevrilə bilər və əvvəlki ədəbiyyatda:

• endokrin pozulma,
• oksidativ stress,
• mitoxondrial pozuntu,
• iltihabi siqnal aktivləşməsi,
• epitel baryer zədələnməsi

ilə əlaqələndirilmişdir.

Crohn xəstəliyi isə yalnız immun sisteminin aktivləşməsindən ibarət deyil. Transmural iltihab, stromal hüceyrə aktivləşməsi, ekstrasellulyar matriks yığılması, fibroz və struktur yenidən qurulma xəstəliyin mühüm komponentləridir.

Bu Tədqiqat DEHP ilə Crohn Xəstəliyini Necə Əlaqələndirdi?

Tədqiqat DEHP hədəf proqnozlaşdırması ilə Crohn xəstəliyində dəyişmiş genləri sadəcə üst-üstə gətirməklə kifayətlənməmiş; xəstəliklə əlaqəli ko-ekspressiya modullarını, maşın öyrənməsini və tək-hüceyrə vəziyyət modelləşdirməsini də istifadə etmişdir.

DEHP üçün namizəd insan protein hədəfləri:

• ChEMBL,
• PharmMapper,
• SwissTargetPrediction

vasitəsilə proqnozlaşdırılmışdır.

Crohn xəstəliyi üçün isə beş GEO bulk-transkriptom məlumat dəsti istifadə edilmişdir:

• GSE112366
• GSE16879
• GSE95095
• GSE179285
• GSE186582

İlk üç məlumat dəsti kəşf/təlim kohortu, son iki məlumat dəsti müstəqil doğrulama kohortu kimi istifadə edilmişdir.

Batch effekti necə nəzarətdə saxlanıldı?

Fərqli GEO məlumat dəstlərinin texniki fərqlərini azaltmaq üçün:

• SVA,
• ComBat,
• PCA

əsaslı çoxmərhələli normallaşdırma və keyfiyyətə nəzarət yanaşması tətbiq edilmişdir.

Səhifə 17–18-dəki Şəkil 1 batch düzəlişindən əvvəl nümunələrin məlumat dəsti mənbəyinə görə ayrıldığını; ComBat-dan sonra paylanmanın xəstəlik vəziyyətini daha yaxşı əks etdirdiyini göstərir.

Crohn Xəstəliyində Neçə Diferensial Gen Tapıldı?

Birləşdirilmiş təlim kohortunda:

266 Crohn xəstəliyi ilə əlaqəli diferensial gen

müəyyən edilmişdir.

İstifadə olunan hədlər:

|log2FC| > 0,585 və düzəldilmiş P < 0,05

kimi verilmişdir.

WGCNA ilə xəstəlik vəziyyəti ilə əlaqəli modullar müəyyən edildikdən sonra diferensial genlərlə modul genlərinin kəsişməsindən:

27 xəstəliklə əlaqəli ortaq gen

əldə edilmişdir.

DEHP ilə Crohn Arasında Neçə Ortaq Namizəd Gen Tapıldı?

DEHP namizəd hədəfləri ilə Crohn xəstəliyində dəyişmiş genlərin kəsişməsində:

6 ortaq gen

müəyyən edilmişdir.

Bu altı gen daha sonra:

• PPI şəbəkəsi,
• GO zənginləşdirmə,
• KEGG zənginləşdirmə,
• çoxsaylı maşın öyrənməsi

ilə qiymətləndirilmişdir.

Əlaqəli funksional istiqamətlər arasında:

• iltihabi tənzimləmə,
• immun cavab,
• hüceyrə miqrasiyası,
• hipoksiya cavabı,
• apoptoz,
• siqnal ötürülməsi

yer alır.

Maşın Öyrənməsi Hansı Dörd Geni Önə Çıxardı?

Çoxsaylı model müqayisəsi nəticəsində:

• ANXA3
• DUSP6
• IGFBP2
• TNFSF13

əsas DEHP–Crohn namizəd gen kombinasiyası kimi seçilmişdir.

İstifadə olunan modellər arasında:

• LASSO
• Ridge
• Elastic Net
• Random Forest
• Gradient Boosting
• SVM
• Linear Discriminant Analysis
• XGBoost
• Partial Least Squares GLM

yer alır.

Dörd Genin AUC Dəyərləri Nədir?

Bu dəyərlər transkriptom məlumatı daxilində Crohn xəstəliyi vəziyyətini ayırd etmə performansını ifadə edir.

Bunlar klinik istifadəyə hazır biomarker performansı deyil.

SHAP analizi nə göstərdi?

SHAP nəticələrində DUSP6 və TNFSF13 yüksək ekspressiyasının model çıxışını xəstəlik istiqamətinə doğru itələdiyi bildirilmişdir.

ANXA3 və IGFBP2 də müxtəlif məlumat qatlarında xəstəliklə əlaqəli xüsusiyyət töhfələri göstərmişdir.

Səhifə 20–21-dəki Şəkil 2 model müqayisələrini, ROC əyrilərini, nomoqramı, qərar əyrisini və SHAP paylanmalarını birlikdə göstərir.

Bu Dörd Gen Tək Bir Siqnal Yolunun Hissələridirmi?

Xeyr. Mənbə bu genlərin tək xətti yol kimi şərh edilməməli olduğunu xüsusi vurğulayır.

Bunlar fərqli bioloji prosesləri təmsil edən funksional lövbərlərdir:

• ANXA3: membran təşkili, yara sağalması və epitel restitusiya ilə əlaqəli proseslər.
• DUSP6: MAPK/ERK geribildirim tənzimlənməsi.
• IGFBP2: IGF oxu, böyümə, sağqalma və toxuma bərpası.
• TNFSF13/APRIL: B-hüceyrə yetişməsi, plazma hüceyrələri və mukozal humoral immunitet.

Tək-Hüceyrə Analizində Ən Güclü Hüceyrə Siqnalı Harada Görüldü?

Ən nəzərəçarpan uyğunlaşma iltihabi fibroblastlarda müşahidə edilmişdir.

Tək-hüceyrə analizi üçün GSE134809 istifadə edilmişdir.

Hüceyrələr:

• epitel,
• immun,
• stromal,
• endotelyal/perisit

əsas siniflərinə ayrılmış və fibroblastlar daha sonra matriks fibroblastları və iltihabi fibroblastlar kimi alt tiplərə bölünmüşdür.

Səhifə 24-dəki Şəkil 3 namizəd proqramın xüsusilə iltihabi fibroblastlarda güclü olduğunu göstərir.

Daha zəif, lakin nəzərəçarpan siqnallar:

• mast hüceyrələri,
• ILC3,
• regenerasiya ilə əlaqəli bəzi epitel hüceyrələri

daxilində də müşahidə edilmişdir.

İltihabi Fibroblastlarda Hansı Yollar Önə Çıxdı?

Mənbəyə görə önə çıxan yollar ardıcıllıqla:

• ECM organization
• MAPK signaling
• PPAR signaling
• TGF-β signaling

olmuşdur.

Bu kombinasiya iltihab, metabolik tənzimləmə, fibroz və toxuma yenidən qurulması ilə bioloji baxımdan uyğundur.

Hüceyrələrarası Əlaqə Analizi Nə Göstərdi?

Namizəd proqramın gücləndiyi vəziyyətdə fibroblastlar:

• CD4+ T hüceyrələri,
• monosit/makrofaqlar,
• epitel hüceyrələri,
• endotelyal əlaqəli hüceyrələr

ilə geniş ligand–reseptor əlaqə şəbəkəsi göstərmişdir.

Bu nəticə iltihabi fibroblastların yalnız ECM istehsal edən passiv dəstək hüceyrələri deyil, lokal iltihabi mikro-mühitin aktiv əlaqə mərkəzlərindən biri ola biləcəyini dəstəkləyir.

scVI Əsaslı Xəstəlik-Vektoru Analizi Nə Göstərdi?

İltihabi fibroblastlarda xəstəliklə əlaqəli transkripsion dəyişimin birdəfəlik qəfil keçiddən çox davamlı vəziyyət sürüşməsi kimi modelləşdirilə biləcəyini göstərmişdir.

Tədqiqatda:

• α=0,5
• α=1,0
• α=1,5

latent sürüşmə səviyyələri yaradılmışdır.

Sürüşmə intensivliyi artdıqca hüceyrələr UMAP məkanında Crohn xəstəliyi ilə əlaqəli bölgəyə daha çox yaxınlaşmışdır.

Pseudotime dəyərləri də mərhələli şəkildə yüksəlmişdir.

α=1,5 Həqiqi Xəstə Hüceyrə ilə Eyni İdimi?

Xeyr.

α=1,5 vəziyyəti:

• sağlam/uninvolved hüceyrələrdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqli idi,
• lakin real involved fibroblast vəziyyətindən də əhəmiyyətli dərəcədə fərqli qalırdı.

Mənbə bunu xəstəlik vəziyyətinə yaxınlaşan aralıq latent fenotip kimi şərh edir.

Maraqlıdır ki, bəzi pseudotime ölçmələrində α=1,5 real involved vəziyyətin də ötəsinə keçmişdir.

Müəlliflər bunun real həyatda mütləq mövcud olmalı bioloji hüceyrə vəziyyəti deyil, yüksək ölçülü modelin xəstəlik istiqamətinə həssaslığını göstərən hesablama nəticəsi olduğunu açıq şəkildə bildirirlər.

DEHP Bu Dörd Proteinlə Birbaşa Bağlanırmı?

Bu tədqiqat bunu birbaşa sübut etmir.

AutoDock Vina ilə aparılan docking analizlərində DEHP-nin ANXA3, DUSP6, IGFBP2 və TNFSF13 proteinlərində energetik baxımdan qəbul edilə bilən bağlanma konformasiyaları yarada bildiyi bildirilmişdir.

Molekulyar dinamik simulyasiyalarında bəzi komplekslər simulyasiya müddəti ərzində nisbətən stabil qalmışdır.

Analizlər:

• RMSD
• RMSF
• SASA
• radius of gyration
• hidrogen bağlarının sayı
• qarşılıqlı təsir enerjisi

üzərindən aparılmışdır.

Lakin mənbə bunu yalnız:

“potential structural compatibility”

kimi müəyyən edir.

Birbaşa bağlanma sübutu üçün:

• SPR
• ITC
• CETSA
• pull-down
• hədəfli mutagenez
• rescue təcrübələri

tələb olunduğu bildirilir.

Siçan Təcrübəsi Necə Dizayn Edildi?

Səkkiz həftəlik erkək C57BL/6 siçanlar dörd qrupa bölünmüşdür:

• Control
• DEHP
• DSS
• DSS + DEHP

Hər qrupda:

8 siçan

olmuşdur.

DSS konsentrasiyası:

%3

DEHP dozası:

30 mg/kg/gün

kimi verilmişdir.

DEHP DSS Kolitini Ağırlaşdırdımı?

Bu eksperimental modeldə bəli.

DSS+DEHP qrupu tək DSS qrupu ilə müqayisədə:

• daha qısa kolon,
• daha yüksək xəstəlik aktivlik indeksi,
• daha ağır epitel zədələnməsi,
• daha çox iltihabi hüceyrə infiltrasiyası,
• daha yüksək histoloji skor,
• daha nəzərəçarpan goblet hüceyrə itkisi

göstərmişdir.

Səhifə 30-dakı Şəkil 6 bu nəticələri morfologiya, kolon uzunluğu, xəstəlik aktivliyi, H&E və goblet hüceyrə boyanması ilə birlikdə göstərir.

Dörd Gen Siçan Kolonunda Necə Dəyişdi?

DSS+DEHP qrupu DSS qrupu ilə müqayisədə:

• Anxa3 azaldı
• Igfbp2 azaldı
• Dusp6 artdı
• Tnfsf13 artdı

Bu istiqamət tədqiqatın hesablama əsaslı DEHP–Crohn namizəd oxu ilə uyğun hesab edilmişdir.

Birincili Fibroblast Təcrübəsi Nə Göstərdi?

Birincili siçan intestinal fibroblastları:

50 μM DEHP ilə 24 saat

məruz qoyulmuşdur.

Nəticədə:

• Anxa3 ↓
• Igfbp2 ↓
• Dusp6 ↑
• Tnfsf13 ↑

istiqamətində dəyişiklik müşahidə edilmişdir.

Həmçinin:

• Col1a1 ↑
• Fn1 ↑
• Tgfb1 ↑
• Ccl2 ↑

bildirilmişdir.

Bu genlər müvafiq olaraq kollagen yığılması, fibronektin/ECM təşkili, profibrotik siqnallaşma və stromal–miyeloid əlaqə ilə bağlıdır.