데이터 과학 활용은 Thrombospondin-1 (THBS1)이 피부 카지노의 효과적인 요소임을 밝혀 냈습니다

연구 결과의 포인트

• 차세대 시퀀싱 데이터에서 카지노 피부의 변환 성장 인자 베타 1 (TGF-β1)*5신호 증가 찾기
• Thrombospondin-1 (카지노)*1*6피부 카지노의 중요한 요소임을 확인합니다
• 피부 카지노에 의해 활성화 된 TGF-β1이 THBS1을 증가시키고 FMOD를 감소 시킨다는 것을 확인했습니다.
• 수학적 모델의 시뮬레이션 분석은 피부 카지노의 대상이 THBS1임을 보여줍니다.

연구 배경

그림 1 :이 연구의 개요

피부 카지노는 자외선 및 카지노로 인한 내부 요인과 같은 외부 요인의 복잡한 관여를 포함하는 것으로 알려져 있습니다. 내부 인자는 나이가 들어감에 따라 피부 조직에 축적되는 카지노 세포를 포함하지만, 개발 메커니즘은 아직 시스템 수준에서 명확하지 않았다.

결과

차세대 시퀀싱 데이터 카지노에서 TGF-β1 신호가 증가한 것을 발견했습니다

신생아 정상 인간 피부 섬유 아세포의 장기 하위 문화, 세포 카지노 및 다른 세포 배가 수를 유도*7(PDL) (PDL 24, PDL 36,PDL 47)로 세포를 생성 한 후, 세포를 수확하고 차세대 시퀀서를 카지노하여 발현 분석을 수행 하였다.*8분석대로 사이토 카인*9TGF-β1의 유형*10인 Smad3 및 Smad4는 상승 된 것으로 밝혀졌다 (도 2A). 또한, 세포 카지노를 유도하는 피부 섬유 아세포의 RNA 시퀀싱 분석 및 ATAC 시퀀싱.*11및 칩 시퀀스 (H3K27AC)*12를 카지노한 통합 분석은 TGF-β1을 주요 업스트림 조절기로 식별했습니다 (그림 2B).

그림 2 : 피부 섬유 아세포를 사용한 세포 카지노 유도를위한 차세대 시퀀서를 사용한 통합 분석

THBS1과 FMOD가 피부 카지노의 중요한 요소임을 확인했습니다

다음, 두 개의 공개 카지노*13in vitro) 및 노인 인간의 팔에서 유래 한 카지노 섬유 아세포 (생체 내)에서 일반적으로 변동하는 유전자가 추출되고 유전자 농축 분석이 수행됩니다.*14를 수행 한 결과, 우리는 TGF-β1 경로의 발현이 이전과 같이 증가했음을 확인 하였다 (도 3A). 또한, TGF-β1 경로와 관련된 유전자가 중요하다는 것을 조사하기 위해, 각 데이터는 유전자 발현 수준의 중요성과 PDL (의 중요성을 결정하는 데 카지노됩니다.in vitro) 또는 age (생체 내)와의 상관 계수가 계산되었고, 데이터는 THBS1과 FMOD가 피부 카지노에서 높은 상관 관계가 있음을 밝혀냈다 (도 3B).
이전의 OMICS 분석 결과, TGF-β1, THBS1 및 FMOD와 관련하여 세포 카지노에 대한 실제 효과를 확인하기 위해 피부 섬유 모세포에 첨가되었고, β- 갈락토시다 제 활성은 실험적으로 카지노의 지표로 시험되었다 에 따라 평가되었습니다. β- 갈 락토시다 제 활성 양성 세포는 TGF-β1 및 THBS1을 첨가하는 조건 하에서 증가 된 반면, FMOD 단독은 TGF-β1 또는 THBS1과 함께 β- 갈 락토시다 제 양성 세포에 영향을 미치지 않는다.

그림 3 : 공개 RNA 시퀀싱 데이터 및 그 기능을 사용하여 피부 카지노를위한 표적 유전자 검색

피부 카지노와 활성화 된 TGFβ1이 THBS1을 증가시키고 FMOD를 감소 시키는지 확인합니다

우리는 THBS1과 FMOD가 실제 세포 카지노로 차세대 시퀀싱 데이터에서 확인 된 방법을 확인했으며, 결과적으로, 장기 하위 문화에 의해 세포 카지노를 유도 한 신생아 기원의 정상적인 인간 피부 섬유 세포 및 FMOD 발현의 증가가 감소되었다 (도 4A). 다음으로, 우리는 TGF-β1의 처리로 인한 변화를 확인했는데, 이는 피부 카지노에 의해 활성화되어 세포 카지노가 유도되었음을 보여 주었고, 결과적으로, 하위 문화 유도 및 FMOD에 의한 세포 카지노의 효과와 마찬가지로 THBS1 발현이 증가했습니다. 유도 된 것으로 밝혀졌다.

그림 4 : 장기 하위 문화 또는 TGF-β1 처리에 의한 세포 카지노 유도에서 THBS1 및 FMOD의 단백질 발현 변화.

수학적 모델의 시뮬레이션 분석은 피부 카지노의 대상이 THBS1임을 보여줍니다.

또한 THBS1 및 FMOD에 의해 제어되는 피부 카지노의 변화를 정량적으로 이해하기 위해, 우리는 THBS1을 조절하는 TGF-β 신호와 FMOD를 조절하는 TGF-β 신호를 제공합니다 기술 및 측정 된 실험 값을 재현 한 구성 (도 5A). 다음으로,이 수학적 피부 카지노 모델을 사용하여, 본 발명자들은 피부 카지노의 진행으로 인한 THBS1 및 FMOD의 단백질 발현의 변화를 시뮬레이션 하였다 (도 5B).

그림 5 : 수학적 모델을 사용한 피부 카지노 시뮬레이션

고려

최근에 발견 된 피부 카지노의 메커니즘으로서, TGF-β1은 피부 카지노를위한 상류 인자로 확인되었으며, 카지노 된 프로모터 THBS1은 피부 카지노에 따라 증가하는 반면, 카지노 억제 FMOD가 감소한다 공개되었습니다. 수학적 모델을 사용한 시뮬레이션은 THBS1이 FMOD보다 조절 될 가능성이 더 높은 것으로 나타 났으며, 결과는 THBS1이 피부 카지노의 대상임을 시사합니다.

이 연구 결과가 사회에 미치는 영향 (이 연구 결과의 중요성)

화장품을위한 제품 개발에서 동물 실험을 수행하지 않는 정책 (약용 화장품 포함)에 따라 현재 인간 세포 테스트 및 인간 테스트를 사용하여 제품 연구 및 개발을 수행하고 있습니다. 이 연구는 카지노 및 카지노 연구에서 동물 실험을 사용하지 않고 피부 카지노 시스템을 설명하는 데 수학적 모델을 사용하여 데이터 중심의 OMICS 분석 및 컴퓨터 시뮬레이션의 효과를 입증했습니다.

특별 노트

이 연구 결과는 2024 년 4 월 25 일 목요일에 ISCIENCE에 대해 온라인으로 출판되었습니다 (미국 동부 시간). 2024 년 5 월 17 일 금요일에 잡지에 출판 될 예정입니다.
제목 : TGF-β1의 긍정적 및 부정적인 피드백 조절은 피부 카지노에서 두 개의 평형 상태를 설명합니다.
저자 : Masatoshi Haga^1,2, Keita Iida¹, Mariko Okada^1,3
1 일본 오사카 오사카 오사카 대학교 단백질 연구 연구소 565-0871, 일본
2 기본 연구 개발 부서, Rohto Pharmaceutical Co., Ltd., Osaka 544-8666, Japan
3 인간 메타 의학을위한 프리미엄 연구소 (WPI-PRIME), 오사카 대학교, 오사카, 오사카 565-0871, 일본

용어집

*1 : Thrombospondin-1 (카지노)
그것은 카지노 외 매트릭스에서 발견되는 단백질이며 카지노 증식을 조절하는 사이토 카인 중 하나 인 TGF-β1의 활성화를 담당합니다. TGF-β1은 활동이없는 잠재 유형으로 생성되며 활성화를 겪고 그 효과를 발휘할 수 있습니다.

*2 : 차세대 시퀀서
이것은 기존 시퀀싱 방법보다 DNA 및 RNA 서열 정보를 더 큰 규모로 더 빠른 속도로 읽을 수있는 장치를 나타냅니다.

*3 : OMICS 분석
차세대 시퀀서에서 얻은 많은 양의 유전자 서열 정보 데이터를 분석하는 것을 말합니다. 유전자 분석 및 질병 연구에 카지노됩니다.

*4 : 시뮬레이션 분석
수학적 모델을 카지노하여 세포 내 유전자 간의 상호 작용과 활동을 설명하고 컴퓨터에서 재생하는 방법을 말합니다. 또한 세포 내 신호를 제어하는 ​​메커니즘을 이해하고 약물 발견에 대한 연구에 카지노됩니다.

*5 : TGF-β1 (변환 성장 인자 베타 1)
면역 반응, 염증, 조직 재생, 카지노 증식 및 분화를 포함한 광범위한 생리 학적 과정을 제어하는 ​​카지노 성장, 분화 및 카지노 카지노 상호 작용에 관여하는 사이토 카인. 활성화 된 TGF-β1은 카지노 표면 수용체에 결합하고 신호 전사를 통해 다운 스트림 전사 인자 SMAD2/3을 활성화함으로써 다양한 유전자 발현을 조절하는 것으로 알려져있다.

*6 : Fibromodulin (FMOD)
카지노 외 매트릭스에서 발견되었으며 콜라겐 섬유증 및 가교에 영향을 미치는 것으로보고되었습니다. FMOD는 TGF-β1에 결합함으로써 TGF-β 신호의 활성화를 억제하는 것으로보고되었다.

*7 : 인구 배가 수준, PDL
카지노가 자라서 나뉘어 새로운 카지노를 생성함에 따라 얼마나 많은 카지노가 증가했는지를 보여주는 색인.

※ 8 : RNA 서열
RNA 서열은 어떤 유전자가 활성화되어 있는지, 특정 카지노 또는 조직 (유전자 발현)에 얼마나 적극적인지 검사하는 기술이다. 이것은 활성화 된 유전자의 확인 및 양을 측정하기 위해 RNA 서열 정보를 읽는 것입니다.

*9 : 사이토 카인
카지노에 의해 분비 된 생리 학적 활성 단백질은 소포 사이의 상호 작용을 조절하고 신호 전달을 매개한다. 그것은 신체의 수용체를 통해 카지노를 표적으로하는 신호를 전달하고, 카지노 증식 및 분화, 면역 및 염증 반응을 제어하는 ​​데 중요한 역할을한다.

*10 : 전사 인자
유전자 전사를 제어하는 ​​단백질 (DNA가 RNA로 전환되는 과정). 그것은 특정 유전자의 특정 위치에 결합하고 유전자 발현을 정확하게 조절합니다.

*11 : ATAC 시퀀스
ATAC (트랜스 포 사제-접근 가능한 염색질에 대한 분석) 서열은 크로마틴의 일부 (DNA에 결합하는 단백질)의 일부가 개방되는지, 즉 유전자가 쉽게 활성화되는지 여부를 확인하는 기술이다. 이를 통해 특정 카지노에서 작용할 수있는 유전자를 분석 할 수 있습니다.

※ 12 : 칩 시퀀스 (H3K27AC)
ChIP (염색질 면역 침전) 서열 표적 단백질에 특이적인 항체를 카지노하여 염색질에서 표적 영역의 면역 침전. 면역 침전 된 DNA 단편은 항체에 결합 된 표적 영역에 대한 정보를 포함한다.

※ 13 : 공개 카지노
생명 과학 연구에서 배양 된 세포, 모델 동물 및 인간 질병의 유전자와 단백질의 포괄적 인 측정은 데이터베이스에 저장되며 공공 카지노 가능합니다. 예를 들어, 포괄적 인 유전자 측정 데이터는 국립 생명 공학 센터 (GEO)에서 카지노할 수 있습니다.in vitro공개 데이터로서, 세포 카지노는 신생아 정상 인간 피부 섬유 아세포의 장기 하위 배양 및 다른 세포 배가 수 (PDL 16, PDL 26,PDL 46, PDL 64, PDL 74와 함께 RNA 서열 데이터 (가입 번호 : GSE63577)를 사용 하였다.생체 내공개 데이터로서, 우리는 133 세에서 94 세 사이의 133 인간 카지노 섬유 아세포의 RNA 시퀀싱 데이터 (가입 번호 : GSE113957)를 사용했습니다.

*14 : 유전자 농축 분석
이것은 유전자 신호 경로를 분석하기 위해 유전자 발현 데이터를 데이터베이스와 비교하는 방법입니다. 이 분석 방법을 카지노하면 특정 연구 주제와 관련된 유전자 및 화합물을 식별하고 해당 기능과 상호 작용을 이해할 수 있습니다.