پروتئومیکس استخوان و کاربردهای آن

فهرست مطالب نمایش

پروتئومیکس استخوان چیست؟

پروتئومیکس استخوان، یک مطالعه بر روی پروتئین‌های موجود در ترکیبات استخوانی، برای استفاده از آن در پزشکی و پزشکی قانونی است. نقش مطالعات پروتئومیکس روی پروفایل پروتئین، بینش‌هایی را در مورد پیری، بیماری‌های مربوط به استخوان و سرطان ارائه می‌کند.

با این وجود، این مطالعه به حوزه علوم پزشکی قانونی در مشاهده تجزیه پروتئوم در بافت‌های استخوانی به منظور محاسبه فاصله زمانی پس از مرگ نیز کمک شایانی کرده است.

کاربردهای پروتئومیکس استخوان

پیری مغز استخوان

پیری مغز استخوان با تغییرات ژنتیکی در پروتئوم و درون سلول‌های مغز استخوان مرتبط است. این پیری که بر عملکرد مغز استخوان تأثیر می‌گذارد، ممکن است منجر به بیماری‌های شدیدی و وخیمی مانند سرطان خون، سرطان و آرتروز شود.

با این وجود، پروتئومیکس از طریق فناوری‌های پیچیده و پیشرفته می‌تواند مجموعه‌ای جامع از اطلاعات را در مورد پیری مغز استخوان و تغییرات ایجاد شده از این پیری نشان دهد.

با افزایش سن، پروتئوم موجود در مغز استخوان دچار تغییراتی می‌شود. از طریق تغییرات در پروتئوم‌های مغز استخوان، مکانیسم پیری را می‌توان از طریق مشاهده تغییرات الگو بررسی کرد.

یک مطالعه نشان می‌دهد که سلول‌های چند توان موجود در مغز استخوان، سلول‌های بنیادی مزانشیمی، تغییراتی را در پویایی اسکلت سلولی تجربه می‌کنند. پیری مغز استخوان همچنین کاهش بیان عضو سیستم آنتی اکسیدانی، پراکسیدوکسین-2 را نشان می‌دهد.

اگرچه این مطالعه نتایج مثبتی را در مطالعه پیری مغز استخوان نشان داده است، تکرارپذیری پروتئومیکس و ناهمگنی به عنوان چالش‌هایی برای تجزیه و تحلیل وجود دارد. مسئله تکرارپذیری را می‌توان با جداسازی بهتر و ابزارهای کمی پروتئومی بهبود بخشید تا یافته‌های دقیق‌ و دقیق‌تر تولید شود.

پوکی استخوان

پروتئومیکس می‌تواند برای مطالعه نشانگرهای زیستی و روش‌های درمانی استفاده شود. مطالعات نشان داده‌اند که بی‌ثباتی بین تشکیل استخوان و جذب در بیشتر موارد در بیماری‌های استخوان نقش دارد.

یک بیماری شایع استخوانی که زنان یائسه و مردان مسن را درگیر کرده است پوکی استخوان است. بیماری متابولیک استخوان می‌تواند ناشی از افزایش سن، کمبود کلسیم و همچنین دریافت استروژن در هنگام بروز پوکی استخوان اولیه باشد. در حالی که پوکی استخوان ثانویه با سایر بیماری‌های هیپرپاراتیروئیدیسم، میلوماتوز و افزایش گلوکوکورتیکوئید مرتبط است.

یک مطالعه پروتئومیک اهداف درمانی مختلف را از طریق پروفیل کردن پروتئین‌های جدا شده در استخوان‌های میانی استخوان اولنا و midshafts موش‌ها توسط LC-MS/MS نشان می‌دهد. یک مطالعه نشان می‌دهد که بین یک داروی گیاهی چینی به نام مریم گلی و پوکی استخوان ارتباط وجود دارد.

با این حال، چالش‌هایی برای تکنیک‌های LC-MS/MS در تشخیص مقدار کم پروتئین در بافت‌های استخوانی رخ می‌دهد. فن آوری‌های پیشرفته تر با حساسیت بهتر برای کمک به مطالعه پروتئومیکس در بیماری‌های مرتبط با استخوان برای نشانگرهای زیستی کارآمد و تشخیص درمانی مورد نیاز است.

سرطان استخوان

نقش پیشرفت‌های فناوری در پروتئومیک استخوان کمک‌های امیدوارکننده‌ای به سرطان می‌دهد. شانس سرطان برای درمان را می‌توان از طریق نشانگرهای تشخیصی که از پروفایل پروتئین گرفته شده است، بررسی کرد.

پروتئومیکس می‌تواند وضعیت بیماری را از طریق مشاهده تغییرات در فرآیندهای سلولی از بیان پروتئین، تعامل بین پروتئین‌ها تا تغییرات پس از ترجمه تعیین کند.

علاوه بر شناسایی تغییرات در بیان پروتئین، پروتئومیکس می‌تواند سرطان را از طریق جستجوی نشانگرهای زیستی تشخیص، نظارت و درمان کند. از تکنیک‌های تحلیلی می‌توان برای جداسازی پروتئین‌ها از بافت‌ها و همچنین برای شناسایی این پروتئین‌ها استفاده کرد.

الکتروفورز ژل و HPLC تکنیک‌های رایجی هستند که توسط دانشمندان برای جداسازی این پروتئین‌ها از ماتریس‌های پیچیده استفاده می‌شود. همچنین طیف سنجی جرمی می‌تواند برای شناسایی استفاده شود.

کشف نشانگرهای زیستی می‌تواند بینشی در رابطه با پیشرفت تومور در بیمار از طریق ابزار حساس و راحت SELDI-TOF MS ارائه دهد. این ابزار قادر به شناسایی، مشخص کردن و تعیین توالی‌های کلیدی پروتئین برای نشان دادن بیماری‌های مختلف استخوانی است.

مایعات بیولوژیکی مانند پلاسما، ادرار و خون سرطان پروستات، استئوکندروما و سرطان سینه برای نشان دادن وضعیت سلامت استخوان مشخص می‌شوند. کشف نشانگرهای زیستی همچنین قادر به تعیین مراحل مختلف بیماری در بیماران است.

برای اطمینان از اینکه اکتشافات می‌توانند به طور مناسب برای نظارت بر نیازهای بیماران استفاده شوند، روش شناسایی بهتر، روش‌های جمع آوری نمونه قابل تکرار و تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک تایید شده برای بیماران مورد نیاز است.

پزشکی قانونی

مطالعه پروتئومیکس در مورد استخوان‌ها اعمال می‌شود چرا که قطعات تقریباً 70٪ از فاز معدنی، کریستال‌های هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده‌اند. در حالی که 30٪ فاز آلی هستند که توسط پروتئین‌ها (عمدتا پروتئین‌های کلاژنی) ساخته شده‌اند. پروتئین‌ها برای تشکیل استخوان‌ها و بازسازی آن‌ها حیاتی هستند، در حالی که کریستال‌های هیدروکسی آپاتیت از تجزیه پروتئین‌ها جلوگیری می‌کنند.

با این حال، فعل و انفعالات درون مولکول‌های موجود در استخوان‌ها به دلیل فیلتر کردن پروتئین‌ها از محیط دفن مختل می‌شود. ممکن است به دلیل واکنش ناپایدار هیدرولیز پیوندهای پپتیدی در پروتئین‌ها آسیب ایجاد شود و مقدار کمی از کلاژن وجود داشته باشد. تغییرات در دآمیداسیون ممکن است جزئیات بیشتری را برای محاسبه زوال و نسبت وابستگی آن به زمان ارائه دهد.

سرعت این هیدرولیز غیر آنزیمی که در بقایای اسید آمینه گلوتامین و آسپاراژین رخ می‌دهد تحت تأثیر شرایط خارجی است که ممکن است سن زمین شناسی استخوان‌ها را نشان دهد. از طریق این فعل و انفعالات زیست مولکولی در بافت‌های استخوانی، سرعت پوسیدگی پروتئین ممکن است تخمین‌های زمانی کارآمدی را در طول دوره‌ی پس از مرگ ارائه دهد.

همچنین بخوانید:

منبع

مترجم: شقایق مرتاضی

از این مطلب چقدر راضی بودید؟

روی ستاره کلیک کنید تا نظرتون ثبت بشه