Ferroptosis-related factors in the substantia nigra are associated with Parkinson's disease.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Ferroptoz, demire bağlı, lipid peroksidasyona dayalı bir hücre ölüm yolu iken, Parkinson hastalığı (PD) hastaları beyinde demir birikimi ve lipid peroksidasyonu sergilerler. Bu nedenle ferroptozun özellikleri PD'nin patofizyolojik özellikleriyle son derece örtüşmektedir. Bu yüzeysel bağlantıya rağmen, PD'deki substantia nigra (SN)'daki dopaminerjik nöronlardaki ve/veya glial hücrelerdeki ferroptozla ilişkili (Fr) proteinlerin olası rolleri derinlemesine incelenmemiştir. PD hastalarında farklı SN hücre tipleri ve ferroptoz arasındaki korelasyonları araştırmak ve dopaminerjik nöronların ferroptoza duyarlılığını etkileyebilecek genleri araştırmak için, Gene Expression Omnibus (GEO) veritabanından tek bir hücre RNA dizisinin (RNA-seq) setinin (GSE178265) siliko analizinde gerçekleştirdik. İnsan SN'sindeki farklı hücre tiplerindeki farklı eksprese edilmiş genleri (DEG'leri) tanımladık ve zenginleştirme analizini yaptık, Metascape veritabanı ile dopaminerjik nöronların DEG'lerinden bir protein-protein etkileşim ağı oluşturduk. FerrDb veritabanında bulunan Fr genlerinin kesişimini, farklı beyin hücrelerindeki Fr-DEG'leri tanımlamak için GSE178265 setindeki DEG'lerle inceledik. Ayrıca, Fr-DEG'lerin PD'deki ferroptozun potansiyel uyarılmasında hücre hücre etkileşimlerini dahil etmek için salgılanmış proteinleri kodladığını belirledik. Tanımladığımız Fr-DEG'ler, toplu RNA-seq setleri (GSE49036 ve GSE20164) kullanılarak doğrulandı. PD hastalarının SN'sinde dopaminerjik nöronların sayısı azaldı. İlginçtir ki, dopaminerjik olmayan nöronlar en az DEG'ye sahipti. Dopaminerjik nöronların DEG'lerinin zenginleştirme analizi, PD'deki kimyasal sinapslar ve ATP metabolik süreç boyunca iletimde değişiklikler ortaya çıkardı. Tanımlanan gizli Fr-DEG'ler seruloplazmin (CP), yüksek hareketlilik grubu kutusu 1 (HMGB1) ve transferrin (TF) idi. GEO veritabanından alınan toplu RNA-seq seti, PD beyninde CP ifadesinin arttığını göstermektedir. Sonuç olarak, sonuçlarımız CP'yi, nöronların ferroptoza duyarlılığını azaltarak dopaminerjik nöronları korumak için potansiyel bir terapötik hedef olarak tanımlar.

Özgün kaynak özetini okuyun

Ferroptosis is an iron-dependent, lipid peroxidation-driven cell death pathway, while Parkinson's disease (PD) patients exhibit iron deposition and lipid peroxidation in the brain. Thus, the features of ferroptosis highly overlap with the pathophysiological features of PD. Despite this superficial connection, the possible role(s) of ferroptosis-related (Fr) proteins in dopaminergic neurons and/or glial cells in the substantia nigra (SN) in PD have not been examined in depth. To explore the correlations between the different SN cell types and ferroptosis at the single-cell level in PD patients, and to explore genes that may affect the sensitivity of dopaminergic neurons to ferroptosis, we performed in silico analysis of a single cell RNA sequence (RNA-seq) set (GSE178265) from the Gene Expression Omnibus (GEO) database. We identified differentially expressed genes (DEGs) in the different cell types in the human SN, and proceeded to perform enrichment analysis, constructing a protein-protein interaction network from the DEGs of dopaminergic neurons with the Metascape database. We examined the intersection of Fr genes present in the FerrDb database with DEGs from the GSE178265 set to identify Fr-DEGs in the different brain cells. Further, we identified Fr-DEGs encoding secreted proteins to implicate cell-cell interactions in the potential stimulation of ferroptosis in PD. The Fr-DEGs we identified were verified using the bulk RNA-seq sets (GSE49036 and GSE20164). The number of dopaminergic neurons decreased in the SN of PD patients. Interestingly, non-dopaminergic neurons possessed the fewest DEGs. Enrichment analysis of dopaminergic neurons' DEGs revealed changes in transmission across chemical synapses and ATP metabolic process in PD. The secreted Fr-DEGs identified were ceruloplasmin (CP), high mobility group box 1 (HMGB1) and transferrin (TF). The bulk RNA-seq set from the GEO database demonstrates that CP expression is increased in the PD brain. In conclusion, our results identify CP as a potential therapeutic target to protect dopaminergic neurons by reducing neurons' sensitivity to ferroptosis.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.