بررسی تغییرات هیستونی ناحیه تنظیمی ژنهای hox در روند تمایز سلول های بنیادی جنینی انسانی به سلول های پیش ساز عصب در حضور القاگر رتینوئیک اسید

خانواده ژن های hox ، ژن های بسیار مهمی در تکوین سیستم عصبی مهره داران به شمار می آیند. از آنجایی که این ژن ها در ناحیه تنظیمی خود retinoic acid response element دارند، انتظار می رود که حضور رتینوئیک اسید در روند تمایز سلول های بنیادی یه سلول های پیش ساز عصب بیان ژن های hox را تحت تاثیر قرار دهد. از آنجایی که هر تغییری در بیان ژن ها معلول تغییرات اپی ژنتیکی در ناحیه تنظیمی آن هاست؛ در طرح حاضر به بررسی تغییرات اپی ژنتیکی ژن های hox در روند تمایز سلول های بنیادی جنینی انسانی به سلول های پیش ساز عصب در حضور وعدم حضور رتینوئیک اسید پرداختیم. در ابتدا به منظور اطمینان از روند تمایزی القا شده به سمت سلول های عصبی، سلول های تمایز یافته از نظر بیان شاخص های عصبی nestin وsox1 با استفاده از تکنیک ایمونوسیتوشیمی و فلوسایتومتری بررسی شدند. سپس به بررسی کمی بیان ژن های hox در هر دو گروه تمایزی پرداختیم. بررسی ها نشان داد که تمامی ژن های hox بررسی شده (گروه های 1 تا 5) در حضور رتینوئیک اسید در هر دو مرحله اکتودرم و پیش ساز عصب افزایش بیان معنی داری را نشان می دهند. در حالی که بدون حضور رتینوئیک اسید تنها در ژن های hoxa2, hoxa3, hoxa5, hoxd1 وhoxd4 افزایش بیان معنی دار مشاهده می شود و در ژن های hoxb3, hoxb4, hoxb5 وhoxd1 کاهش بیان نسبت به مرحله سلول های بنیادی در هر دوگروه مشاهده شده و بیان سایر ژن ها نسبت به حالت بنیادی تغییری چشمگیری نکرده است. نتایج بررسی ناحیه تنظیمی ژن های hox در مراحل اکتودرم عصبی و سلول های پیش ساز عصب در حضور رتینوئیک اسید کاهش مدیفیکاسیون h3k27me3 و افزایش مدیفیکاسیون h3k4me3 را نشان داده و در مرحله اکتودرم عصبی بدون حضور رتینوئیک اسید افزایش مدیفیکاسیون h3k27me3 و کاهش مدیفیکاسیون h3k4me3 را نشان می دهد. نتایج بررسی حضور دو آنزیم دمتیلاز utx وjmjd3 نشان می دهد که حضور آنزیم utx در ناحیه تنظیمی ژن های hox در مرحله اکتودرم عصبی در حضور رتینوئیک اسید، افزایش چشمگیری داشته است؛ اما در مرحله پیش ساز عصب مجددا کاهش یافته است. در حالی که حضور آنزیم utx در ناحیه تنظیمی ژن های hox در مرحله اکتودرم عصبی بدون حضور رتینوئیک اسید، افزایش نداشته و در برخی ژن ها کاهش نیز مشاهده می شود. آنزیم jmjd3 در مرحله قبل از تمایز (سلول های بنیادی) در ناحیه تنظیمی این ژن ها حضور دارد ولی در مرحله اکتودرم عصبی در حضور رتینوئیک اسید، حضور این آنزیم کاهش یافته و در مرحله پیش ساز عصب مجددا افزایش می یابد. این در حالی است که حضور این آنزیم در مرحله اکتودرم عصبی بدون حضور رتینوئیک اسید، بطور چشمگیری افزایش داشته است ولی در مرحله پیش ساز عصب مجددا کاهش می یابد.