Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ba gen được biểu hiện đặc hiệu cho hệ thần kinh là các dấu ấn sinh học tiềm năng cho chẩn đoán bệnh xơ cứng teo cơ một bên thể nặng do phân lập qua phân tích sinh tin học
Tóm tắt
Bệnh xơ cứng teo cơ một bên thể nặng (ALS) là bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến nhất ở người lớn. Tuy nhiên, việc chẩn đoán ALS, đặc biệt là ALS phân lập (sALS), gặp khó khăn do thiếu các dấu ấn sinh học. Chúng tôi đã sử dụng công nghệ sinh tin học để tìm kiếm các dấu ấn sinh học tiềm năng và phát hiện ra có hai trăm bảy mươi bốn gen khác biệt trong biểu hiện (DEGs) đã được xác định; phân tích giàu có cho thấy những DEGs này liên quan đến hoạt động của hệ thần kinh, chẳng hạn như dẫn đường trục và con đường tín hiệu thần kinh. Năm gen trung tâm cụ thể cho hệ thần kinh đã được xác thực thêm bằng ba bộ dữ liệu GEO. APP, LRRK2 và PSEN1 có thể là các dấu ấn sinh học chẩn đoán và tiên lượng tiềm năng cho sALS, và các con đường điều chỉnh ceRNA NEAT1-miR-373-3p/miR-302c-3p/miR-372-3p-APP, circ_0000002-miR-302d-3p/miR-373-3p-APP và XIST-miR-9-5p/miR-30e-5p/miR-671-5p có thể là các con đường điều chỉnh tiềm năng. Phân tích SNP APP cho thấy những đối tượng mang alen G nhỏ của rs463946, alen G nhỏ của rs466433 và alen C nhỏ của rs364048 có nguy cơ phát triển sALS cao hơn. Kết quả của chúng tôi xác định ba gen trung tâm được biểu hiện đặc hiệu cho hệ thần kinh có thể là các dấu ấn chẩn đoán và tiên lượng của sALS, và APP có thể là yếu tố nhạy cảm di truyền góp phần vào sự phát triển của sALS.
Từ khóa
#ALS #gen trung tâm #dấu ấn sinh học #bệnh thoái hóa thần kinh #phân tích sinh tin họcTài liệu tham khảo
Le Bras A. New insights into C9ORF72-ALS/FTD using C. elegans. Lab Anim. 2022;51(1):8.
Ustyantseva EI, Medvedev SP, Zakian SM. Studying ALS: current approaches, effect on potential treatment strategy. Adv Exp Med Biol. 2020;1241:195–217.
Hardiman O, Al-Chalabi A, Chio A, Corr EM, Logroscino G, Robberecht W, et al. Amyotrophic lateral sclerosis. Nat Rev Dis Primers. 2017;3:17071.
Rusina R, Vandenberghe R, Bruffaerts R. Cognitive and behavioral manifestations in ALS: beyond motor system involvement. Diagnostics. 2021;11(4):624.
Dharmadasa T, Kiernan MC. Riluzole, disease stage and survival in ALS. Lancet Neurol. 2018;17(5):385–6.
Park JM, Kim SY, Park D, Park JS. Effect of edaravone therapy in Korean amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients. Neurol Sci Off J Ital Neurol Soc Ital Soc Clin Neurophysiol. 2020;41(1):119–23.
Chua JP, De Calbiac H, Kabashi E, Barmada SJ. Autophagy and ALS: mechanistic insights and therapeutic implications. Autophagy. 2022;18(2):254–82.
Zou ZY, Zhou ZR, Che CH, Liu CY, He RL, Huang HP. Genetic epidemiology of amyotrophic lateral sclerosis: a systematic review and meta-analysis. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2017;88(7):540–9.
Miller T, Cudkowicz M, Shaw PJ, Andersen PM, Atassi N, Bucelli RC, et al. Phase 1–2 trial of antisense oligonucleotide tofersen for SOD1 ALS. N Engl J Med. 2020;383(2):109–19.
Lin YC, Kumar MS, Ramesh N, Anderson EN, Nguyen AT, Kim B, et al. Interactions between ALS-linked FUS and nucleoporins are associated with defects in the nucleocytoplasmic transport pathway. Nat Neurosci. 2021;24(8):1077–88.
Balendra R, Isaacs AM. C9orf72-mediated ALS and FTD: multiple pathways to disease. Nat Rev Neurol. 2018;14(9):544–58.
Zhang J, Qiu W, Hu F, Zhang X, Deng Y, Nie H, et al. The rs2619566, rs10260404, and rs79609816 polymorphisms are associated with sporadic amyotrophic lateral sclerosis in individuals of Han Ancestry from Mainland China. Front Genet. 2021;12:679204.
Wilson KM, Katona E, Glaria I, Carcole M, Swift IJ, Sogorb-Esteve A, et al. Development of a sensitive trial-ready poly(GP) CSF biomarker assay for C9orf72-associated frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2022;93:761–71.
Moreno-Garcia L, Lopez-Royo T, Calvo AC, Toivonen JM, de la Torre M, Moreno-Martinez L, et al. Competing endogenous RNA networks as biomarkers in neurodegenerative diseases. Int J Mol Sci. 2020;21(24):9582.
Nazarov PV, Kreis S. Integrative approaches for analysis of mRNA and microRNA high-throughput data. Comput Struct Biotechnol J. 2021;19:1154–62.
Yang N, Liu K, Yang M, Gao X. ceRNAs in cancer: mechanism and functions in a comprehensive regulatory network. J Oncol. 2021;2021:4279039.
Tang X, Ren H, Guo M, Qian J, Yang Y, Gu C. Review on circular RNAs and new insights into their roles in cancer. Comput Struct Biotechnol J. 2021;19:910–28.
Tehrani SS, Ebrahimi R, Al EAA, Panahi G, Meshkani R, Younesi S, et al. Competing endogenous RNAs (CeRNAs): novel network in neurological disorders. Curr Med Chem. 2021;28(29):5983–6010.
Kanehisa M, Furumichi M, Sato Y, Kawashima M, Ishiguro-Watanabe M. KEGG for taxonomy-based analysis of pathways and genomes. Nucleic Acids Res. 2022;51:D587–92.
Masrori P, Van Damme P. Amyotrophic lateral sclerosis: a clinical review. Eur J Neurol. 2020;27(10):1918–29.
Debska-Vielhaber G, Miller I, Peeva V, Zuschratter W, Walczak J, Schreiber S, et al. Impairment of mitochondrial oxidative phosphorylation in skin fibroblasts of SALS and FALS patients is rescued by in vitro treatment with ROS scavengers. Exp Neurol. 2021;339:113620.
Swash M. Chitinases, neuroinflammation and biomarkers in ALS. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2020;91(4):338.
Berson A, Nativio R, Berger SL, Bonini NM. Epigenetic regulation in neurodegenerative diseases. Trends Neurosci. 2018;41(9):587–98.
Dent P, Booth L, Roberts JL, Poklepovic A, Cridebring D, Reiman EM. Inhibition of heat shock proteins increases autophagosome formation, and reduces the expression of APP, Tau, SOD1 G93A and TDP-43. Aging. 2021;13(13):17097–117.
Bryson JB, Hobbs C, Parsons MJ, Bosch KD, Pandraud A, Walsh FS, et al. Amyloid precursor protein (APP) contributes to pathology in the SOD1(G93A) mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Hum Mol Genet. 2012;21(17):3871–82.
Stanga S, Brambilla L, Tasiaux B, Dang AH, Ivanoiu A, Octave JN, et al. A role for GDNF and soluble APP as biomarkers of amyotrophic lateral sclerosis pathophysiology. Front Neurol. 2018;9:384.
Ye LQ, Li XY, Zhang YB, Cheng HR, Ma Y, Chen DF, et al. The discriminative capacity of CSF beta-amyloid 42 and Tau in neurodegenerative diseases in the Chinese population. J Neurol Sci. 2020;412:116756.
Islam MT. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction-linked neurodegenerative disorders. Neurol Res. 2017;39(1):73–82.
Spadoni O, Crestini A, Piscopo P, Malvezzi-Campeggi L, Carunchio I, Pieri M, et al. Gene expression profiles of APP and BACE1 in Tg SOD1G93A cortical cells. Cell Mol Neurobiol. 2009;29(5):635–41.
Yang Y, Tapias V, Acosta D, Xu H, Chen H, Bhawal R, et al. Altered succinylation of mitochondrial proteins, APP and tau in Alzheimer’s disease. Nat Commun. 2022;13(1):159.
Wang R, Chopra N, Nho K, Maloney B, Obukhov AG, Nelson PT, et al. Human microRNA (miR-20b-5p) modulates Alzheimer’s disease pathways and neuronal function, and a specific polymorphism close to the MIR20B gene influences Alzheimer’s biomarkers. Mol Psychiatry. 2022;27(2):1256–73.