Gene expression omnibus (GEO) veribankası kaynakları kullanılarak nöral krest kaynaklı dental kök hücrelerinin, nörojenik rejenerasyon ile ilişkili gen ifade profillerinin karşılaştırılmalı olarak incelenmesi

Abstract

Merkezi ve periferik sinir sistemi hücre ve dokuların önemli bir kısmı nöral krest kökenlidir ve diş ve çevresinde yer alan nöral krest kökenli mezenkimal kök hücrelerin nörodejeneratif hastalıklara yönelik rejeneratif terapilerde kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu araştırmanın amacı, dental ve periodontal alanda yer alan mezenkimal kök hücre tiplerinin nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde kullanım potansiyellerinin, moleküler biyoloji düzeyinde biyoinformatik yöntemleri ile değerlendirilmesidir. Bu araştırmada; Gene Expression Omnibus (GEO) veri tabanında yer alan araştırmalardan elde edilen veriler, Transcriptome Analysis Console ve STRING-db yazılımları kullanılarak analiz edildi. Analizlerde, dental kök hücreler, nörojenik farklılaşma kapasiteleri kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücreler ile karşılaştırıldı. Dental kaynaklı kök hücrelerin, kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelere göre nöronal yapıların gelişimi ve fonksiyonuyla ilgili ifade düzeylerinin daha yüksek olduğu görüldü. Bu etkinliğin, ortaya çıkmasında ASPM, SLİT2, PTN ve SEMA3A gibi genler ve ilişkili oldukları proteinlerin rol oynayabileceği belirlendi. Dental kaynaklı kök hücreler, kendi aralarında değerlendirildiğinde ise benzer profillere sahip oldukları görüldü. Dental pulpa kaynaklı kök hücrelerde daha yüksek düzeyde ifade edilen LRRTM2 ve WFDC-1 genler ve ilişkili proteinlerin özellikle sinaptik iletim ile ilgili biyolojik süreçler yer aldığı görüldü. Dental kaynaklı kök hücreler, köken aldıkları nöral krest hücreleri ile kıyaslandığında incelenen 40 binden fazla genden sadece %30'unun benzer düzeyde ifade edildiği görüldü. Sonuç olarak; transkriptom verilerine göre dental kaynaklı kök hücrelerin gen ifade profilleri açısından, kemik iliği kaynaklı mezenkimal hücrelere göre nöronal yapılara yönelik rejeneratif tedaviler için daha uygun oldukları görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Dentak kaynaklı kök hücreler, nöral krest hücreleri, nörodejeneratif hastalıklar, dental pulpa kaynaklı kök hücreler, transkriptom

Neural crest cells give rise tissues and organs of the central and peripheral nervous system as well as parts of dental and peridontal tissues. Thus, it is believed that stem cells located in and around the tooth have high potential for use in regenerative therapies for neurodegenerative diseases. The aim of this study is to evaluate the potential of use of dental stem cells in the treatment of neurodegenerative diseases at molecular biology level transcriptiomic data and using bioinformatics. In this research, the studies from The Gene Expression Omnibus (GEO) database and the data obtained from the GEO data sets were analyzed using the Transcriptome Analysis Console (TAC) and STRING-db software. In the analyses, the neurogenic differentiation capacities of dental stem cells were compared with bone marrow-derived mesenchymal stem cells. The results of the study showed that dental stem cells had higher expression levels related to the development and function of neuronal structures compared to bone marrow derived mesenchymal stem cells. It has been determined that genes such as ASPM, SLIT2, PTN and SEMA3A and their related proteins may play a role in these activities. When dental stem cells were evaluated among themselves, no major differences were noted. It was observed that LRRTM2 and WFDC-1 genes and related proteins, which are expressed at higher levels in dental pulp-derived stem cells, are involved in biological processes especially related to synaptic transmission. When dental stem cells were compared with the neural crest cells from which they originated, gene expression profiles were significantly different and the number of genes with similar expression levels were only around 30%. These findings; shows that dental-derived stem cells are more suitable for regenerative treatments of neural structures than bone marrow-derived mesenchymal cells in terms of gene expression profiles. Keywords: Dental-derived stem cells, neural crest cells, neurodegenerative diseases, dental pulp-derived stem cells, transcriptomics