چکیده: بیماری مالتیپل اسکلروزیس به عنوان یک بیماری التهابی مزمن و پیشرونده در سیستم عصبی مرکزی است که به تخریب میلین وآکسونها می انجامد. بهترین مدل حیوانی آن که در مطالعات برای بررسی اتیولوژی و پاتوژنز ودرمانهای جدید بکار می رود مدل experimental autoimmune encephalomyelitis (eae) است. این مطالعه در دو بخش انجام گرفت. در بخش اول مطالعه پس از ایجاد مدل eae با استفاده از پپتید mog در موشهای c57bl/6 استخراج پروتئین از مغز و نخاع صورت گرفت. پروتئینها با کمک تکنیک پروتئومیکس ( ترکیبی از الکتروفورز دو بعدی و اسپکترومتری جرمی) در سه گروه: کنترل، نمره بالینی 1 و نمره بالینی 3 مورد بررسی ومقایسه قرار گرفتند. در مغز 42 لکه پروتئینی که تغییر بیان معناداری را نشان می دادند شناسایی شدند که 8 پروتئین افزایش بیان و34 پروتئین کاهش بیان را نشان دادند. در نخاع 26 لکه پروتئینی تغییر معناداری را نشان داده که 15 پروتئین کاهش بیان و11 پروتئین افزایش بیان را نشان دادند. این پروتئینها عمدتا در این گروهها : اختلال در آزاد سازی یونی و ترانسمیترها، پروتئین های متابولیسم انرژی و میتوکندریایی، تخریب سد خونی – مغزی، پروتئین های مرتبط با آپوپتوز، پروتئین های ساختاری، انتقال سیگنال قرار گرفتند. از مجموع 68 پروتئین سیستم عصبی مرکزی که تغییر بیان معنادار داشتند، 42 پروتئین دراین مطالعه برای اولین بار در ارتباط با ام اس معرفی شدند. در مرحله دوم مطالعه ، موشهای eae با استفاده از سلولهای پیشساز عصبی مشتق ار سلولهای بنیادی جنینی تیمار شدند. پس از بهبود نسبی موشهای eae ( در نمره بالینی 3 )، پروتئین های مغز ونخاع این موشها وگروه کنترل و نرمال با کمک تکنیک پروتئومیکس مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در مغز 13 لکه پروتئینی ودر نخاع 17 لکه پروتئینی وجود دارند که که بدنبال بیماری تغییر معنادار را پیدا نموده و در گروه تیمار سلولی به طور معنادار بهبود یافتند. این پروتئینها عمدتا در این گروهها: اختلال در آزاد سازی یونی و ترانسمیترها، پروتئین های متابولیسم انرژی و میتوکندریایی، پروتئین های مرتبط با آپوپتوز و پروتئین های ساختاری قرار گرفتند. از مجموع 30 پروتئین سیستم عصبی مرکزی که تغییر بیان معنادار داشته و بدنبال تیمار سلولی بهبود یافته بودند، 25 پروتئین دراین مطالعه برای اولین بار در ارتباط با ام اس معرفی شدند. نتایج بخش اول این مطالعه در بررسی مکانیسم بیماری مفید خواهد بود و همچنین احتمال استفاده از آنها به عنوان کاندید مارکر شناسایی زود هنگام بیماری است. نتایج بخش دوم این مطالعه در تدوین راهکار های درمانی جدید از جمله استفاده از سلولهای بنیادی مفید خواهد بود.

تغییرات ساختاری شامل مضاعف شدن، درج، حذف و واژگونی یک قطعه بزرگ توالی dna، یک عامل مهم در تغییرات ژنوم انسانی است. اندازه گیری تغییرات ساختاری در یک توالی ژنوم نوعاً چالش برانگیزتر از اندازه گیری تغییرات نوکلئوتید تنهاست. روش های جاری برای شناسایی تغییر ساختاری شامل esp و acgh، نمی توانند مرزهای تغییرات را دقیقاً شناسایی کنند. در نتیجه بسیاری از تغییرات ساختاری انسانی گزارش شده بد تعریف شده اند و به آسانی با مطالعات و تکنیک های اندازه گیری متفاوت مقایسه نمی شوند. در این تحقیق تحلیل هندسی تغییرات ساختاری، یک روش هندسی برای شناسایی، دسته بندی و مقایسه ی تغییرات ساختاری، معرفی می شود. این روش عدم قطعیت در اندازه گیری یک تغییر ساختاری را به صورت یک چندضلعی در صفحه نمایش می دهد و اندازه گیری های پشتیبانی کننده ی یک تغییر با محاسبه ی اشتراک چندضلعی ها، با استفاده از یک الگوریتم هندسه ی محاسباتی، شناسایی می شود.

فناوری ریزآرایه ی dna دارای آثار شگرفی در تحقیقات سرطان می باشد و داده های بیان ژن ریزآرایه، برای تشخیص ویژگی های ژنتیکی سرطان کاربرد وسیعی دارد، که می تواند به منظور افزایش دقت تشخیص سرطان و پیش بینی بیماری استفاده گردد. البته در مطالعات مختلف به دلیل محدودیت اندازه ی نمونه ها، اغلب هم پوشانی محدودی بین ویژگی های ژن هایی که برای تشخیص سرطان ها بدست آمده وجود دارد. استفاده از داده ی ریزآرایه، ما را به سمت شناخت ویژگی های ژن های محتمل تر برای سرطان های مشخص و خاص هدایت می کند و باعث درک بهتر چگونگی ترکیب داده ی ریزآرایه در راستای مطالعات سرطان های مشابه، به منظور افزایش اندازه ی نمونه خواهد شد. هدف از این پایان نامه بیان و بررسی یک روش آماری جدید از روش های طبقه بندی به نام بهترین جفت و توسعه ی آن به روش k-بهترین جفت، و یک کلاس روش از روش ها ی خوشه بندی به نام تجزیه ی ماتریس دودویی برای مطالعات و کاوش یکپارچه ی داده های ریزآرایه، و اعمال آن برای مشکلات و مسائل در مطالعات سرطان که عبارتند از تشخیص و پیش بینی سرطان و نشانه های وابسته به آن می باشد. روش بهترین جفت تنها به منظور تنظیم رتبه های مقادیر بیان ژن استفاده می گردد و به همین علت در اغلب روش های نرمالیزه کردن داده ها، ثابت و نامتغیر است. این خاصیت آن را به طور وسیع و فراگیر در جمع بندی داده های ریزآرایه ای حاصل از مطالعات مقدماتی و پایه، از مرحله ی رفع کردن نیازها تا انجام نرمالیزه کردن داده ها و تبدیلات دیگر آن ها، مفید می سازد. با ترکیب روش بهترین جفت با سایر مدل های آماری، می توان علائم ژن های پایدار را برای تشخیص سرطان و بهبود سریع ناشی از پیش بینی جریان بیماری با استفاده از داده های ریزآرایه تطبیق داد. در روش های دسته ی دوم که داده های دودویی مورد بحث می باشد، دو گروه روش مورد بررسی قرار می گیرد، که در روش های گروه اول به طور مستقیم ماتریس داده ی دودویی به ماتریس های داده ی دودویی تبدیل می شود، ولی در روش های گروه دوم ماتریس داده ی دودویی ابتدا وارد ماتریس هایی با داده های نامنفی شده، سپس داده های نامنفی به داده های دودویی تبدیل می گردند و به این صورت دسته بندی داده های دودویی انجام می شود. برای تشریح سودمندی این دو دسته روش، ابتدا الگوریتم های آن ها پیاده سازی شده، سپس بر روی مجموعه داده های ریزآرایه اعمال خواهند شد و آثار ژن های موثر برای تشخیص سرطان و نیز آثار پیش بینی جریان این بیماری شناسایی و تطبیق داده شده و سپس در داده های مستقل ریزآرایه مورد تأیید اعتبار قرار می گیرند.

در اواخر فرآیند اسپرماتوژنز ژن h2bfwt یکی از واریته های هیستونی خاص بیضه را بیان می کند که در نواحی تلومری قرارگرفته و در بازآرایی کروماتین در هسته اسپرم دخالت می کند. در سال های اخیر ارتباط میان تغییرات ژنتیکی h2bfwt و اختلال در روند اسپرماتوژنز گزارش شده است. در مطالعه ی حاضر دو پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی در نواحی 5utr و اگزون 1 ژن h2bfwt برای بررسی ارتباط این پلی مورفیسم ها با ناباروری مردان در جمعیت ایرانی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه مورد- شاهد دو جایگاه -9c>t و 368a>g در ژن h2bfwt در 92 فرد نابارور مبتلا به آزواسپرمی(46 نفر) (شامل 21 فرد مبتلا به سندروم سلول سرتولی تنها، 17 فرد مبتلا به توقف کامل بلوغ اسپرم و 8 فرد دارای هایپواسپرماتوژنز) و الیگواسپرمی شدید(46 نفر) و 60 فرد بارور دارای حداقل یک فرزند با روش pcr-rflp مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده از مطالعه حاضر فراوانی آلل -9t در بیمارانی که از توقف کامل بلوغ اسپرم رنج می برند به طور معنی داری بیشتر از افراد مبتلا به سندروم سلول سرتولی تنها می باشد(p<0.05). همچنین هاپلوتایپ ta نسبت به هاپلوتایپ ca در مبتلایان به توقف کامل بلوغ اسپرم در مقایسه با مبتلایان به سندروم سلول سرتولی تنها به طور معنی داری افزایش یافته است(p<0.05). با این حال آنالیز های آماری نشان می دهد در حالت کلی توزیع فراوانی آلل -9c>t و آلل 368a>g در ژن h2bfwt تفاوت معنی داری در گروه نابارور در مقایسه با گروه کنترل ندارد(به ترتیب p=0.859 و(p=0.812 . نتایج این مطالعه نشان می دهد که تغییرات ژنتیکی ژن h2bfwt می تواند روند بلوغ اسپرم در اواخر فرآیند اسپرماتوژنز را تحت تاثیر قرار دهد. بر این اساس می توان به احتمال وجود ارتباط بین آلل -9t با توقف فرآیند بلوغ اسپرم در بیماران آزواسپرمی اشاره نمود.