بررسی تغییرات بیانی ژن های کد کننده آنزیم مونوآمین اکسیداز (mao-a) و گیرنده سروتونین (5htr2a) در افراد در معرض آلودگی هوا

یکی از بیومارکرهایی که در مبتلایان به آلرژی سطح سرمی آن افزایش می یابد سروتونین است. سروتونین از شناخته شده ترین نوروترانسمیترهاست که در نحوه کارکرد دستگاه های مختلف بدن تاثیر گذار است. سروتونین یکی از مولکول هایی است که به نوعی وجه مشترک سیستم ایمنی، سیستم عصبی و سیستم اندوکرین است. سروتونین یک مونوآمین ترشحی با نام علمی 5- هیدروکسی ترپتامین از مشتقات تریپتوفان است. این نوروترانسمتر گیرنده های متفاوتی دارد که هر کدام مسیر بیوشیمیایی خاصی را در سلول القا می کنند(lechin et al., 1998, lechin et al., 1996, cazzola and matera, 2000, m?ssner and lesch, 1998). یکی از این گیرنده ها نوع 2a است که از انواع گیرنده های متصل به پروتئین g می باشد. برانگیخته شدن این گیرنده بسته به رده سلولی و علت برانگیختگی، مسیرهای درون سلولی مختلفی را القا می کند که در نهایت منجر به تغییرات بیانی در ژن های کد کننده پروتئین های متفاوتی می شود. یکی از مهار کننده های سروتونین آنزیم مونوآمین اکسیداز (mao) واقع در غشای خارجی میتوکندری است. mao یک فلاوپروتئین مهار کننده مونوآمین ها می باشد که با تاثیر بر گروه آمین عملکرد این مولکول ها را مهار می کند. این پروتئین دارای دو ایزوزیم a,b است که هم سوبستراهای مشترک دارند و هم دارای سوبستراهای اختصاصی هستند. ایزوزیم نوع a (mao-a) نسبت به سروتونین تمایل بیشتری دارد. بنابراین ژن های کد کننده mao-a و 5htr2a از ژن های کلیدی درگیر در مسیرهای عملکردی سروتونین هستند. از اهداف اصلی این پژوهش اثبات این فرضیه بود که" با استفاده از نمونه خون افراد در معرض آلودگی هوا می توان شانس ابتلا به ناراحتی تنفسی آسم آلرژیک را در این افراد مورد بررسی قرار داد". امید است با اثبات صحت این فرضیه، گامی هرچند کوچک در جهت تکمیل نقشه عملکرد نوروترانسمیترهای مختلف و نحوه اثرگذاری آنها برداشته باشیم؛ به علاوه اثبات این فرضیه از طریق دوژن هدف ما می تواند علاوه بر علوم پایه در بخش تشخیصی و درمانی نیز مورد استفاده قرار گیرد. همانطور که پیشتر اشاره کردیم واکنش آسم آلرژیک توسط واسطه های التهابی ایجاد می شود که ترشح سروتونین یکی از عوامل تحریک کننده ترشح این واسطه ها می باشد(lechin et al., 1998, lechin et al., 1996, cazzola and matera, 2000, m?ssner and lesch, 1998). با توجه به اینکه سروتونین قادر است به صورت چند جانبه و از طریق سیستم اندوکرین، سیستم عصبی و سیستم ایمنی در بروز آسم آلرژیک موثر باشد به نظر می رسد مطالعه در زمینه ژن های بیان کننده عوامل موثر در روند اثرگذاری سروتونین بتواند پژوهشی بنیادی و کارآمد باشد به ویژه که تحقیقات دیگر ارتباط تغییر ات بیانی ژن های کد کننده گیرنده های سروتونین و بروز آلرژی و آسم آلرژیک را نشان می دهند(bayer et al., 2007, k?nigshoff et al., 2010, idzko et al., 2004) . شایان ذکر است که با توجه به مطالبی که تاکنون به آن ها اشاره کردیم و با استناد به مقاله های گوناگون موجود در پایگاه های مختلف مطالعات گسترده ای در مورد ارتباط سروتونین و بروز انواع بیماری های آلرژیک و آسم صورت گرفته است که از جمله آن ها مقالاتی است که به بررسی تغییرات بیانی ژن های کد کننده گیرنده های سروتونین پرداخته اند. اخیرا نیز در پژوهشی که توسط خانم "محمدی امیرآباد"صورت گرفته افزایش معنادار بیان ژن کد کننده 5htr3a در مبتلایان به آسم اثبات شده است. با این وجود مطالعات محدودی در زمینه تغییرات بیانی گیرنده های سروتونین و ارتباط آن با بروز آسم در افراد در معرض آلودگی هوا انجام شده است. یکی از این پژوهش ها، پژوهش اخیر خانم "مظفری" است که افزایش بیان ژن کد کننده 5htr3a را در افراد در معرض آلودگی هوا نشان می دهد. در پژوهش انجام گرفته تغییرات بیانی ژن های کد کننده 5htr2a و mao-a ، که اولی گیرنده سروتونین واقع در سطح سلول هاست که به پروتئین g متصل است و دومی یک آنزیم مهار کننده مونوآمین هایی مثل سروتونین است، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا 5 ml نمونه خون وریدی از افراد در معرض آلودگی هوا تهیه شد، سپس سلول های تک هسته ای نمونه خون به وسیله شیب چگالی حاصل از حضور فایکول جداشد. در مرحله بعد محتوای rna این سلول ها توسط کیت استخراج شد و سپس با استفاده از کیت سنتز cdna ، از روی محتوای mrna موجود در rna استخراجی dna سنتز شد. بر روی cdna های سنتز شده، با استفاده از پرایمرهای اختصاصی طراحی شده واکنش real-time pcr انجام گرفت. پرایمرهای مورد استفاده علاوه بر پرایمرهای دوژن هدف، پرایمر ژن مرجع بیان کننده بتا اکتین را هم شامل می شد. داده های حاصل از محصولات real-time pcr را که به صورت خام و اولیه در نرم افزار rotor gene 6000 ثبت شده بودند توسط نرم افزارهای آماری مخصوص نتایج real-time pcr آنالیز کردیم. با مقایسه تغییرات بیانی ژن های هدف با تغییرات بیانی ژن مرجع بتا اکتین که توسط نرم افزار rest-2007 انجام گرفت مشخص شد: در افراد در معرض آلودگی هوا بیان ژن کد کننده 5htr2a در مقایسه با گروه شاهد افزایش معناداری نشان می دهد (p< 0.001)؛ در حالیکه ژن کد کننده mao-a تغییرات معناداری نشان نمی دهد. با توجه به اینکه در افرادی که در معرض آلودگی هوا قرار دارند، سیستم تنفسی به طور مستقیم با آلودگی در تماس است و آلاینده های هوا به طور مداوم سیستم ایمنی را در دستگاه تنفسی تحریک می کنند، انتظار می رود نرخ ابتلا به بیماری هایی چون آسم آلرژیک در این افراد بالا باشد. با در نظر گرفتن این مطلب که یکی از شاخصه های ابتلا به بیماری های آلرژیکی مانند آسم آلرژیک افزایش سطح سرمی سروتونین است، انتظار داریم در گروه هدف مورد مطالعه ما نیز سطح سروتونین در نمونه خون محیطی نسبت به گروه شاهد افزایش معناداری نشان دهد. از سویی همانطور که در مطالب قبلی توضیح دادیم آنزیم mao یک آنزیم کلیدی در متابولیسم مولکول های مختلف است و بنابراین عوامل گوناگونی در تنظیم بیان آن نقش دارند و تغییر غلظت سروتونین به تنهایی نمی تواند عامل تعیین کننده در میزان بیان آن باشد، لذا عدم تغییرات معنادار در بیان ژن کد کننده mao-a طبیعی به نظر می رسد. افزایش سطح سرمی سروتونین منجر به افزایش بیان گیرنده های سروتونینی در سلول های هدف می شود بنابراین انتظار داریم بیان ژن کد کننده سروتونین در سلول های مونوسیت که از سلول های کلیدی در بروز نشانه های آسم است افزایش معناداری را نسبت به مونوسیت های خون محیطی گروه شاهد نشان دهد. در نهایت تجزیه و تحلیل داده های حاصل از محصولات real-time pcr ژن های بیان کننده 5htr2a و mao-a در دو گروه هدف و شاهد و مقایسه آن با نتایج حاصل از real-time pcr ژن بیان کننده بتا اکتین در دو گروه نشان می دهد که: در افرادی که در معرض آلودگی هوا قرار دارند گرچه بیان ژن کد کننده mao-a تغییرات معناداری را نشان نمی دهد اما بیان ژن کد کننده 5htr2a در مقایسه با گروه شاهد افزایش معناداری را نشان می دهد که می توان به این نتیجه رسید که در این افراد احتمالا شانس ابتلا به آسم آلرژیک بیش از سایرین است.