Investigation of public single cell transcriptomics datasets to identify disease-related cellular phenotypes and molecular alterations of perivascular cells in multiple sclerosis
Multipl sklerozda perivasküler hücrelerin hastalıkla ilgili hücresel fenotipleri ve moleküler değişikliklerini belirlemek için herkesçe erişilebilir tek hücreli transkriptomik verisetlerinin incelenmesi
- Tez No: 794934
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN ERZİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Nöroloji, Bioengineering, Engineering Sciences, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
AMAÇ: Bu tez araştırmasında, Multipl Skleroz sırasında perivasküler hücrelerde, özellikle perisitler ve fibroblastlarda meydana gelen moleküler değişiklikleri araştırmayı amaçladık. Bu amaçla, herkesçe erişilebilir tek hücreli RNA dizileme veri setlerini analiz etmek için biyoinformatik araçlardan yararlanıldı. YÖNTEMLER: İlk olarak, insanlarda duvar hücrelerinin moleküler özelliklerine ilişkin bir görüşe sahip olmak için Yang ve arkadaşları tarafından hazırlanan“ A human brain vascular atlas reveals diverse mediators of Alzheimer's risk ”da sunulan analizi replike ettik. Daha sonra Absinta ve ark. tarafından hazırlanan“A lymphocyte–microglia–astrocyte axis in chronic active multiple sclerosis”makalesindeki verileri analiz ettik. Burada daha önce incelenmeyen vasküler hücre kümesine odaklandık. Bu kümeyi diğer hücrelerden izole ettik ve daha sonra kronik MS lezyonlarında duvar hücrelerinin ve fibroblastların özelliklerini incelemek için alt kümelere ayırdık. Her iki çalışmada da veri setleri fasq dosyaları olarak sağlandı. Analizin aşamaları, kalite kontrol, normalleştirme, özellik seçimi, boyut azaltma, entegrasyon, 2 boyutlu gömme, kümeleme, diferansiyel gen ifadesi ve gen seti zenginleştirme analizi dahil 9 adımdan oluşur. BULGULAR: İlk olarak UMAP ve t-SNE grafikleri oluşturuldu. Daha sonra diferansiyel gen ekspresyon analizinde bu hücreler tarafından yüksek oranda eksprese edilen marker genlere göre her bir kümenin kimliği belirlendi. Marker genler, UMAP grafiklerinde gösterildi. Duvar hücrelerinde, fibroblastlarda ve endotel hücrelerinde diferansiyel olarak eksprese edilen genler, volkan grafikleri ile gösterilmiştir. Belirli hücre tiplerinde zenginleştirilmiş hücresel yolları belirlemek için KEGG analizi yapıldı. SONUÇLAR: Absinta ve arkadaşlarının makalesindeki veri setinde, vasküler kümenin alt kümelenmesi (Küme 11 ve 13), bu kümenin aslında endotelyal hücreler, perisitler, vasküler düz kas hücreleri, fibroblastlar ve oligodendrositlerin küçük bir kirletici popülasyonun bir kombinasyonu olduğunu ortaya çıkardı. Fibroblast kümesinde, Loxl4, Col12a1, Col15a1, Col6a3, Col11a1, Col13a1, FBN1, Col1a2 ve Col1a1 dahil olmak üzere fibrozla ilgili genlerin zenginleştirilmesi dikkat çekiciydi ve bu genler Alzheimer hastalığı makalesinin veri setinde tanımlanmadı. Duvar hücresi kümesinin DGE analizi, çoğunlukla işaretleyici genlerin ve çeşitli sinyal yollarının zenginleştirilmiş ifadesini ortaya çıkardı. ANAHTAR KELİMELER: Biyoinformatik, tek hücreli RNA dizileme, Multipl Skleroz, perisitler, fibroblastlar
Özet (Çeviri)
OBJECTIVE: In this thesis research, we aimed to investigate the molecular changes that occur in perivascular cells during Multiple Sclerosis, specifically pericytes and fibroblasts. For this purpose, bioinformatic tools are utilized to analyze the publicly available single-cell RNA sequencing datasets. METHODS: Firstly, we replicated the analysis presented in the“A human brain vascular atlas reveals diverse mediators of Alzheimer's risk”by Yang et al. to hold a view into molecular characteristics of mural cells in humans. Then, we analyzed the data presented in the article named“A lymphocyte–microglia–astrocyte axis in chronic active multiple sclerosis”by Absinta et al. We focused on the vascular cell cluster that was not studied in the article. We isolated this cluster from the other cells and then subclustered to study the characteristics of mural cells and fibroblasts in chronic MS lesions. In both studies the datasets are provided as fasq files. Our workflow has 9 steps including quality control, normalization, feature selection, dimensionality reduction, integration, 2-dimensional embedding, clustering, differential gene expression, and gene set enrichment analysis. RESULTS: First, the UMAP and t-SNE graphs were generated. Then, the identity of each cluster was determined according to the marker genes that are highly expressed by these cells in differential gene expression analysis. Marker genes were shown on UMAP graphs. Differentially expressed genes in mural cells, fibroblasts and endothelial cells were shown with volcano plots. KEGG pathway analysis was performed to identify the cellular pathways that are enriched in specific cell types. CONCLUSIONS: In the dataset of Absinta et al., sub-clustering of the vascular cluster (Cluster 11 and 13) revealed that this cluster is actually a combination of endothelial cells, pericytes, vascular smooth muscle cells, fibroblasts and a small contaminating population of oligodendrocytes. In the fibroblast cluster, enrichment of fibrosis related genes including Loxl4, Col12a1, Col15a1, Col6a3, Col11a1, Col13a1, FBN1, Col1a2 and Col1a1 was striking, and these genes were not described in the Alzheimer's disease dataset. DGE analysis of mural cell cluster revealed enriched expression of mostly the marker genes and several signaling pathways. KEY WORDS: Bioinformatics, single-cell RNA sequencing, Multiple Sclerosis, pericytes, fibroblasts
Benzer Tezler
- Uzun süreli alüminyum kaplarda yapılan yoğurtlarla beslenenlerde plazma alüminyum seviyeleri ile oksidatif durum arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of the relationship between plasma aluminum concentration and oxidative status in persons who are fed with yogurt which is made in aluminum utensil for a long time
NECLA GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
BiyokimyaHarran ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ABDURRAHİM KOÇYİĞİT
- Aloe vera jel'in genotoksik etkisinin araştırılması
Aloe vera jel genotoxicity
RAŞİT GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmakoloji ve Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMET ÇOK
- Meme kanserine yatkınlıkta survıvın gen polimorfizmlerinin incelenmesi
Investigation of survivin gene polymorphisms with breast cancer susceptibility
ROYA MASHADIYEVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Moleküler Tıpİstanbul ÜniversitesiMoleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN YAYLIM
- Yüksek gerilim hatlarının elektromagnetik etkileri
Electromagnetic effects of high voltage transmission lines
F.BURAK KIRCADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MUZAFFER ÖZKAYA
- Leıshmanıa ınfantum'un farklı antijen kombinasyonlarını içeren poli(laktik-ko-glikolik asit) nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu ve visseral leishmaniasis'e karşı aşı adayı olarak etkinliklerinin in vitro ve in vivo incelenmesi
Synthesis, characterization and in vitro and in vivo investigation of effectiveness as vaccine candidate against visceral leishmaniasis of poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles containing combination of different antigens of leishmania infantum
ÖZLEM AYŞE TOSYALI
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELAHAT BAGIROVA