Journal of Ilam University of Medical Sciences

fa بررسی و مقایسۀ شبکۀ ارتباطی و نحوۀ بیان ژن‌های KLF4 و POU5F1 طی فرایند اسپرماتوژنز Investigation and Comparison of Communication Network and Expression of KLF4 and POU5F1 Genes During Spermatogenesis بیوتکنولوژی biotechnolohgy پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">مقدمه: اسپرماتوژنز فرایند اصلی تولید اسپرم است که در لوله‌های اسپرم‌‌ساز انجام می‌شود. سلول‌های بنیادی اسپرم‌ساز (SSCها) توانایی خودنوسازی، تمایز و انتقال اطلاعات ژنتیکی را به نسل‌های بعدی دارند. KLF4 و POU5F1 جزو عامل‌های رونویسی هستند که در طیف وسیعی از بافت‌ها بیان می‌شوند و نقش مهمی در فرایندهایی مانند آپوپتوز، تمایز و تکثیر و توسعۀ سلولی ایفا می‌کنند. هدف از مطالعۀ حاضر بررسی میزان بیان ژن‌های KLF4 و POU5F1 در سلول‌های بنیادی جنینی موش (mESCs)، سلول‌های بنیادی اسپرم‌ساز (SSCs)، سلول‌های بنیادی شبه‌جنینی (ES-like) و سلول‌های بیضه و همچنین شناسایی مسیرهای سیگنالینگ مرتبط با آن‌ها در فرایند اسپرماتوژنز است. مواد و روشها: در این مطالعۀ تجربی، سلول‌های اسپرم‌ساز از بیضۀ موش با استفاده از روش هضم آنزیمی استخراج گردید و در محیط کشت GSC موش حاوی FGF، EGF و GDNF کشت داده شدند؛ سپس بیان ژن‌های KLF4 و POU5F1 با روش‌های ایمونوسیتوشیمی، ایمونوهیستوشیمی و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس در سلول‌های mESCs، SSCs، ES-like و سلول‌های بیضه بررسی گردید و تعاملات پروتئین-پروتئین و مسیر سیگنالینگ با روش‌های بیوانفورماتیکی ارزیابی شد. یافته های پژوهش: ژن‌های KLF4 و POU5F1 در سلول‌های ES-like و بیضه بیان مثبت داشتند. اندازه‌گیری میزان بیان mRNA KLF4 و mRNA POU5F1 نشان داد که بیان KLF4 در سلول‌های mESCs و ES-like نسبت به سایر سلول‌ها بیشتر و میزان بیان POU5F1 در سلول‌های SSCs بیشتر است و KLF4 و POU5F1، هر دو از ژن‌های اصلی و قدرتمندند که یک کلاس مشترک و عملکرد مشترک دارند. بحث و نتیجه‌گیری: این نتایج نشان می‌دهد که KLF4 و POU5F1 از عامل‌های ضروری برای انجام صحیح فرایند اسپرماتوژنز هستند و در سلول‌های mESCs، SSCs، ES-like و سلول‌های بیضه بیان دارند. این فاکتورها از عامل‌های اصلی سلول‌های بنیادی جنسی و عوامل پرتوانی سلول‌های بنیادی به‌شمار می‌روند و قابلیت استفاده به‌عنوان عامل‌های تشخیصی برای این رده‌های سلولی را دارند.</div> <div style="text-align: justify;">Introduction:  Spermatogenesis is the primary process of sperm production occuring in seminiferous tubules. Spermatogonial stem cells (SSCs) have the ability for self-renewal, differentiation, and the transmission of genetic information to subsequent generations. KLF4 and POU5F1 are transcription factors expressed in a wide range of tissues and play key roles in such processes as apoptosis, differentiation, proliferation, and cellular development. The present study aimed to assess the expression levels of KLF4 and POU5F1 genes in mouse embryonic stem cells (mESCs), spermatogonial stem cells (SSCs), embryonic-like stem cells (ES-like), and testicular cells, and identify the signaling pathways associated with them in the process of spermatogenesis. Materials & Methods: In this experimental study, spermatogonial cells were extracted from mouse testes using enzymatic digestion method and cultured in GSC medium containing FGF, EGF, and GDNF. Thereafter, the expression of KLF4 and POU5F1 genes was examined in mESCs, SSCs, ES-like, and testicular cells was investigated using immunocytochemistry, immunohistochemistry, and reverse transcription-polymerase chain reaction methods, and protein-protein interactions and signaling pathways were evaluated using bioinformatics methods. Results: The KLF4 and POU5F1 genes exhibited positive expression in ES-like cells and testicular cells. The assessment of KLF4 mRNA and POU5F1 mRNA expression levels demonstrated that KLF4 expression is higher in mESCs and ES-like cells compared to other cells, while POU5F1 expression is higher in SSCs. Both KLF4 and POU5F1 are considered essential and powerful genes that share a common class and function. Conclusion: The findings of this study indicated that KLF4 and POU5F1 play crucial roles in the proper development of sperm and are present in various types of cells, including mESCs, SSCs, ES-like cells, and testicular cells. These factors are key components of sexual stem cells and contribute to stem cell proliferation, making them potential diagnostic markers for these cell lines.</div> اسپرماتوژنز, سلول‌های بنیادی اسپرم‌ساز, مسیرهای سیگنالینگ, KLF4, POU5F1 Embryonic stem-like cells, KLF4, POU5F1, signaling pathways, Spermatogenesis, Spermatogonial stem cells 53 65 http://sjimu.medilam.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-7634-1&slc_lang=fa&sid=1 Maedeh Yazdani Dizicheh مائده یزدانی دیزیچه ma.yazdani9494@gmail.com 9600319475328460048470 9600319475328460048470 No Dept of Microbial Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Amol University of New Technologies, Amol, Iran گروه زیست ‌فناوری میکروبی، دانشکده زیست‌ فناوری، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران Hossein Azizi حسین عزیزی h.azizi@ausmt.ac.ir 9600319475328460048471 9600319475328460048471 Yes Dept of Nano Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Amol University of Special Modern Technologies, Amol, Iran گروه نانو زیست‌ فناوری، دانشکده زیست ‌فناوری، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران Dariush Gholami داریوش غلامی d.gholami@ausmt.ac.ir 9600319475328460048472 9600319475328460048472 No Dept of Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Amol University of Special Modern Technologies, Amol, Iran گروه زیست ‌فناوری میکروبی، دانشکده زیست ‌فناوری، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران Amir Khaki امیر خاکی a.khaki@ausmt.ac.ir 9600319475328460048473 0003-0001-3417-0844 No Dept of veterinary medicine, Faculty of veterinary medicine, Amol University of Special Modern Technologies, Amol, Iran گروه دامپزشکی ، دانشکده دامپزشکی ، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران