ارزیابی محاسباتی اتصال فیبرونکتین ماتریکس خارج سلولی داربست نای و اینتگرین سلول های بنیادی بافت چربی

زمینه و هدف: شناسایی برهمکنش های پروتئین ها یکی از چالش‌های اصلی در زمینه زیست‌ساختاری و بیولوژی مولکولی است. با وجود پیشرفت‌های گسترده، هنوز الگوهای دقیق برهمکنش های پروتئین- پروتئین ناشناخته است. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی محاسباتی برهمکنش های فیبرونکتین1 ماتریکس خارج‌سلولی نای سلول زدایی شده و اینتگرین‌های سلول بنیادی بافت چربی جهت ارائه دقیق ترین تصویرسازی ممکن از این تعاملات و نقش آن‌ها در فرآیندهای بیولوژیکی است.روش کار: پس از فرآیند سلول‌زدایی نای گوسفند از طریق روش دترجنت- آنزیمی، ارزیابی‌های بافت‌شناسی و عکس‌برداری از فراساختار نمونه‌ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی نگاره انجام گرفت. همچنین شبیه‌سازی‌های اتصال پروتئین فیبرونکتین1 ماتریکس خارج سلولی با اینتگرین αvβ1 و α5β3سلول بنیادی مشتق از بافت چربی مورد بررسی قرارگرفت و تجزیه و تحلیل انرژی برهمکنش برای پیش‌بینی ساختار کمپلکس‌های پروتئین- پروتئین با استفاده از الگوریتم‌های موجود در سرورهای hdock و cluspro اعمال شد. یافته ها: یافته‌ها حاکی از حفظ اجزای ماتریکس خارج سلولی و فراساختار داربست بود. همچنین برای یافتن مطلوب‌ترین حالت‌های اتصال از نظر انرژی، تعدادی از آن ها از بین انواع اتصالات برتر به عنوان برهمکنش های پایدار گزارش شدند. این بینش درک ارزشمندی از چسبندگی ماتریکس سلولی، مهاجرت و سیگنال دهی، با پیامدهای بالقوه برای توسعه درمانی ارائه میدهد.نتیجه‌گیری: داربست های تهیه شده، برای کاربردهای مهندسی ایده آل بوده و با تحلیل‌های محاسباتی و داده‌های تجربی، حالت‌های اتصال پایدار با بهره‌وری انرژی بین فیبرونکتین و اینتگرین تجسم یافته است. همچنین در آینده مطالعات بیشتر در مدل‌سازی چسبندگی سلولی در ارتباط با علم مهندسی بافت، می تواند بستر مناسبی جهت توسعه پزشکی بازساختی فراهم کند.

computational study on the binding of tracheal scaffold extracellular matrix fibronectin to the integrin of adipose tissue stem cells

background: identifying protein interactions is one of the main challenges in the fields of biostructure and molecular biology. despite extensive progress, the exact patterns of protein-protein interactions are still unknown. the main goal of this study is to computationally evaluate the interactions of fibronectin-1 in the extracellular matrix of decellularized trachea and integrins in adipose tissue stem cells in order to provide the most accurate possible visualization of these interactions and their role in biological processes.methods: after decellularization of the sheep trachea through the detergent-enzyme method, histological evaluations and ultrastructure photography of the samples were done by scanning electron microscopy. also, the simulations of fibronectin1 binding of extracellular matrix protein with integrin αvβ1 and α5β3 of stem cells derived from adipose tissue were investigated, and interaction energy analysis was applied to predict the structure of protein-protein complexes using the algorithms available in hdock and cluspro servers.results: the findings indicated the preservation of extracellular matrix components and scaffold ultrastructure. also, in order to find the most favorable connection states in terms of energy, some of them were reported as stable interactions among the top types of connections. this insight provides a valuable understanding of cell-matrix adhesion, migration, and signaling, with potential implications for therapeutic development.conclusion: the prepared scaffolds are ideal for engineering applications for which computational analysis and experimental data have been used for visualization of stable connection states with energy efficiency between fibronectin and integrin. also, more studies on cell adhesion modeling in connection with tissue engineering science can provide a suitable field for the development of regenerative medicine in further studies.