Análise integrativa do transcriptoma e proteoma da próstata ventral da prole de ratos submetidos à restrição proteica materna
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Data
2021-04-28
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Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A exposição materna a dieta deficiente em proteína durante a gestação, característica de países subdesenvolvidos e de países cuja dieta contém alimentos hipercalóricos, pobres em fibras e nutrientes, está associada ao desenvolvimento de doenças na prole, em especial cardiovasculares, renais, diabetes e até mesmo câncer na prole. Além disso, estudos do nosso grupo de pesquisa demonstram que a restrição proteica materna impacta o desenvolvimento e aumenta a incidência de lesões prostáticas na prole de ratos velhos. Apesar disto, os mecanismos moleculares que desencadeiam estas alterações ainda são pouco conhecidos. Neste contexto, o avanço das metodologias de estudo de expressão gênica e proteica em larga-escala, associado à possibilidade de integração destes dados utilizando ferramentas de bioinformática, tem possibilitado uma visão integrativa global dos mecanismos moleculares em condições normais e patológicas. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar o perfil de expressão global de RNAs mensageiros (transcriptoma) e de proteinas (proteômica) em amostras de próstatas de ratos que sofreram restrição proteica perinatal e integrar o perfil global de expressão de mRNAs e proteínas para identificar redes de regulação e vias moleculares envolvidas no desenvolvimento prostático em animais normais e restritos. Foram analisados ratos machos da linhagem Sprague Dawley com 21 dias de idade pós-natal nascidos de mães alimentadas com ração padrão (17% de proteína) ou de mães alimentadas com ração hipoproteica (6% proteína) durante a gestação e lactação. Após este período, os animais foram eutanasiados com overdose de anestésico, pesados e a próstata ventral foi coletada. Foram analisados o transcriptoma por sequenciamento de última geração (HigSeq-2500, Illumina) e do proteoma, por espectrometria de massas (LC-Ms/Ms). Foram selecionados alguns alvos de interesse para serem validados por RT-qPCR, assim como por imunohistoquímica e western blotting. Estes resultados foram comparados aos dados de transcriptoma e do proteoma para adenocarcinoma prostático, disponíveis na literatura, como o objetivo de investigar se a restrição proteica perinatal é responsável por alterar a expressão gênica e proteica de alvos relacionados ao desenvolvimento de lesões prostáticas. Outros animais forma eutanasiados com 540 dias de idade com o objetivo de se identificar possíveis alvos alterados tanto pela restrição proteica em ratos jovens como no câncer prostático. Este projeto de doutorado faz parte de um projeto maior (auxílio regular à pesquisa), onde também foi analisado o microRNoma e o perfil de metilação global na próstata de ratos submetidos à restrição proteica perinatal. Com isso espera-se obter uma visão global dos efeitos da restrição proteica perinatal sobre a biologia prostática.
Maternal exposure to a protein-deficient diet during pregnancy is associated with the development of diseases in the offspring, especially cardiovascular, renal, metabolic and even cancer. In addition, studies by our research group demonstrate that maternal low protein diet (LPD) impacts development and increases the incidence of prostatic lesions in the offspring of old rats. The molecular mechanisms that trigger these changes are still poorly understood. Thus, in this study was to identify the global expression profile of messenger RNAs (transcriptome) and proteins (proteome) in ventral prostate (VP) samples from young rats submitted to maternal LPD during gestation and lactation, and to integrate molecular pathways involved in prostate development in normal and restricted animals. We used male Sprague Dawley rats on the postnatal day (PND) 21 born to dams fed standard diet (17% protein) (control group -CTR), or damsfed LPD (6% protein) during gestation and lactation (gestation and lactation LPD group -GLLP). After this period, the animals were euthanized with anesthetic overdose, weighed and the VP collected. We observed a delay in the stages of prostate development (lower body weight and PV weight) at birth on PND 1), accompanied by disbalance hormonal (increased levels of cholesterol, testosterone and estrogen on PND 21). Proteome analyzes (LC-MS/MS) revealed changes in the pretein profile of the prostate gland in these animals, showing enrichment of molecular pathways associated with the estrogenic disturbance and cancer profile. Transcriptome analysis (HigSeq-2500, Ilumina) revealed a distinct gene profile between the CTR and GLLP groups, showing genes alteraed by maternal LPD were involved in development, cytochrome p450 and cancer pathways. All results were compared to the transcriptome and proteome data for prostate adenocarcionoma (PRAD) in The Cancer Genome Atlas (TCGA) database, with the aim of investigating whether maternal LPD is responsible for altering the gene and protein expression of targets related to the development of lesions prostatic, data associated with the profile of animals in DPN 50 submitted to maternal LPD. Our results highlight that the role of RPM in the normal development of the prostate, altering the molecular pathways that promote the carcinogenesis of the slow-growing prostate with aging. In addition, in silico analysis can be a useful tool to characterize potential biomarkers and molecular pathways involved in rodent and human prostate carcinogenesis.
Maternal exposure to a protein-deficient diet during pregnancy is associated with the development of diseases in the offspring, especially cardiovascular, renal, metabolic and even cancer. In addition, studies by our research group demonstrate that maternal low protein diet (LPD) impacts development and increases the incidence of prostatic lesions in the offspring of old rats. The molecular mechanisms that trigger these changes are still poorly understood. Thus, in this study was to identify the global expression profile of messenger RNAs (transcriptome) and proteins (proteome) in ventral prostate (VP) samples from young rats submitted to maternal LPD during gestation and lactation, and to integrate molecular pathways involved in prostate development in normal and restricted animals. We used male Sprague Dawley rats on the postnatal day (PND) 21 born to dams fed standard diet (17% protein) (control group -CTR), or damsfed LPD (6% protein) during gestation and lactation (gestation and lactation LPD group -GLLP). After this period, the animals were euthanized with anesthetic overdose, weighed and the VP collected. We observed a delay in the stages of prostate development (lower body weight and PV weight) at birth on PND 1), accompanied by disbalance hormonal (increased levels of cholesterol, testosterone and estrogen on PND 21). Proteome analyzes (LC-MS/MS) revealed changes in the pretein profile of the prostate gland in these animals, showing enrichment of molecular pathways associated with the estrogenic disturbance and cancer profile. Transcriptome analysis (HigSeq-2500, Ilumina) revealed a distinct gene profile between the CTR and GLLP groups, showing genes alteraed by maternal LPD were involved in development, cytochrome p450 and cancer pathways. All results were compared to the transcriptome and proteome data for prostate adenocarcionoma (PRAD) in The Cancer Genome Atlas (TCGA) database, with the aim of investigating whether maternal LPD is responsible for altering the gene and protein expression of targets related to the development of lesions prostatic, data associated with the profile of animals in DPN 50 submitted to maternal LPD. Our results highlight that the role of RPM in the normal development of the prostate, altering the molecular pathways that promote the carcinogenesis of the slow-growing prostate with aging. In addition, in silico analysis can be a useful tool to characterize potential biomarkers and molecular pathways involved in rodent and human prostate carcinogenesis.
Descrição
Palavras-chave
Próstata, Programação Fetal, Transcriptoma, Proteoma, Prostate, DoHaD, Transcriptome, Proteome