izpis_h1_title_alt

Proučevanje transkriptoma osteoblastov pri osteoporozi : doktorska disertacija
ID Trošt, Zoran (Avtor), ID Marc, Janja (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,31 MB)
MD5: 92A03F9AEC4E34D9ED0015FEDF2888A2

Izvleček
Osteoporoza je metabolna bolezen kosti, za katero je značilna zmanjšana mineralna kostna gostota, spremembe v mikroarhitekturi kosti in povečano tveganje za osteoporotični zlom. Je poligenske in večfaktorske narave, zato kljub intenzivnim raziskavam ključni geni, odgovorni v patogenezi osteoporoze, še niso bili odkriti. Osteoblasti so kostne celice z osrednjo vlogo v metabolizmu kosti. Njihova glavna vloga je tvorba kostnega tkiva, vendar pa uravnavajo tudi zorenje in aktivnost osteoklastov ter sodelujejo pri odzivu na mehansko obremenitev kosti. Za odkrivanje novih genov, ki sodelujejo pri patogenezi osteoporoze, smo uporabili inovativen pristop. Z vsegenomskimi DNA-mikromrežami, ki omogočajo identifikacijo novih molekul na področju kostne biologije, smo analizirali gensko izražanje primarnih kultur osteoblastov, ki smo jih pridobili iz osteoporotičnega in neosteoporotičnega kostnega tkiva. Odkrili smo 1606 genov, ki so se različno izražali med osteoblasti iz osteoporotičnega in neosteoporotičnega tkiva. Prag dvakratne razlike v izražanju je preseglo 352 genov. Na podlagi analize funkcije različno izraženih genov domnevamo, da se osteoblasti med seboj razlikujejo v aktivnosti, hitrosti proliferacije in stopnji diferenciacije, saj veliko različno izraženih genov sodi v skupino ribosomskih proteinov in proteinov, ki sodelujejo pri celičnem ciklu. V nadaljevanju smo se osredotočili na 4 gene in en biokemijski proces, katerih pomen pri osteoporozi smo dodatno ocenjevali na nivoju kostnega tkiva in celične linije humanih osteosarkomskih celic. Rezultati vsegenomske analize transkriptomov osteoblastov kažejo na pomembnost cxcl2, ibsp, ptn in col15a1 pri osteoporozi. Zato smo z uporabo kvantitativne verižne reakcije s polimerazo (qPCR) izmerili izražanje omenjenih genov v kostnem tkivu večjega števila preiskovancev, da bi ocenili njihovo klinično uporabnost. Odkrili smo, da se v osteoporotičnem kostnem tkivu ptn in col15a1 izražata manj, ibsp pa bolj (p < 0,05). Zvečano izražanje cxcl2 v kostnem tkivu ni bilo statistično značilno. Vsegenomska analiza transkriptomov osteoblastov kaže tudi na pomembnost oksidativnega stresa pri osteoporozi. Zato smo izvedli eksperiment »in vitro«, v katerem smo celice osteoblastne linije HOS izpostavili simuliranim pogojem oksidativnega stresa. Celice smo tretirali z vodikovim peroksidom in s qPCR spremljali izražanje 12 genov. Eksperiment je v večji meri potrdil različno izražanje izbranih genov, od katerih velja izpostaviti txnrd1, aox1, gsr in mt1g.Z vsegenomsko analizo osteoblastov iz osteoporotičnega in neosteoporotičnega kostnega tkiva smo odkrili večje število različno izraženih genov in funkcionalnih skupin genov. Naši rezultati nakazujejo zvečano izražanje cxcl2, zmanjšano izražanje ptn, zvečano potrebo po proteinski sintezi in zmanjšano proliferacijo ter zvečano izražanje genov, ki sodelujejo pri metabolizmu reaktivnih kisikovih spojin, kar kaže na večjo izpostavljenost osteoblastov oksidativnemu stresu. Ptn, cxcl2, col15a1, ibsp, aox1, mt1g, gsr in txnrd1 so najpomembnejši novi kandidatni geni za nadaljnje študije genetskega ozadja osteoporoze. Ob tem naši rezultati ponujajo tudi nove iztočnice za raziskave do danes še neznanih molekul in biokemijskih poti v osteoblastih oziroma kostnem tkivu.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:osteoporoza, DNA-mikromreže, kostna gostota, merjenje, gensko izražanje
Vrsta gradiva:Doktorska disertacija
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
Kraj izida:Ljubljana
Založnik:[Z. Trošt]
Leto izida:2009
Št. strani:X, 115 str.
PID:20.500.12556/RUL-127058 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:616-074
COBISS.SI-ID:2693233 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:14.05.2021
Število ogledov:722
Število prenosov:79
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Analysis of osteoblast transcriptome in osteoporosis
Izvleček:
Osteoporosis is a metabolic disease of the bone, characterized by low bone mineral density, microarchitectural alterations and increased risk for an osteoporotic fracture. Due to its polygenic and multifactorial nature, despite intensive research, the key genes involved in the pathogenesis of osteoporosis still have not been revealed. Osteoblasts are bone cells with a central role in bone metabolism. Their main role is the formation of bone tissue, however they also regulate osteoclast differentiation and activity and participate in response to mechanical loading of the bone.We used an innovative approach in order to discover new genes participating in the pathogenesis of osteoporosis. Genome wide DNA microarrays, capable of identification of new molecules on the field of bone biology, were used to analyze the gene expression in primary cultures of osteoblasts, obtained from osteoporotic and non-osteoporotic bone tissue. We found 1606 genes, which were differentially expressed between osteoblasts from osteoporotic and non-osteoporotic bone tissue. 352 genes exceeded the common 2-fold threshold. Based on the analysis of function of differentially expressed genes, we suspect that the osteoblasts differ in activity, proliferation rate and degree of differentiation, since many of the differentially expressed genes encode ribosomal proteins and proteins involved in the cell cycle. Based on our results, we further analyzed the involvement in osteoporosis of 4 genes and one biochemical process on the level of bone tissue and human osteosarcoma cell line. Genome wide analysis of osteoblast transcriptomes suggests important roles of cxcl2, ibsp, ptn and col15a1 in osteoporosis. Therefore we used quantitative polymerase chain reaction (qPCR) to measure the expression of the above mentioned genes in bone tissue of a larger group of patients, to assess their clinical applicability. We found downregulation of ptn and col15a1 and upregulation of ibsp (p < 0,05) in osteoporotic bone tissue. Upregulation of cxcl2 in bone tissue was not statistically significant. Genome wide analysis of osteoblast transcriptomes also showed the importance of oxidative stress in osteoporosis. Therefore, we designed an in vitro experiment, where human osteosarcoma cells were exposed to simulated conditions of oxidative stress. Cells were treated with hydrogen peroxide and the expression of 12 genes was monitored by qPCR. The experiment confirmed the differential expression of most of the selected genes, of which we would like to highlight txnrd1, aox1, gsr and mt1g. By using genome wide gene expression microarrays we found a large number of differentially expressed genes and functional gene sets. Our results suggest upregulation of cxcl2, downregulation of ptn, increased demand for protein synthesis, decreased cell proliferation rate and upregulation of genes, involved in response to reactive oxygen species, indicating increased exposure of osteoblasts to oxidative stress in osteoporotic tissue. Ptn, cxcl2, col15a1, ibsp, aox1, mt1g, gsr and txnrd1 are the most important candidate genes for further studies of the genetic background of osteoporosis. Furthermore, our results offer novel suggestions for the study of new molecules and biochemical pathways in osteoblasts and bone tissue.


Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj