آسم یک بیماری التهابی مزمن مسیر تنفسی است که در افراد مستعد، منجر به خس خس سینه، تنگی نفس و سرفه به خصوص در اوقات شب یا صبح زود می شود. این بیماری همچنان یک بیماری رایج در جهان می باشد که هم کودکان و هم بزرگسالان به آن مبتلا می باشند و بسته به موقعیت جغرافیایی و جنس و حتی زمان، فراوانی آن متغیر است به طوری که در سال های اخیر فراوانی ابتلا به این بیماری در کشورهای در حال توسعه رو به رشد است. فاکتورهای بسیاری شناخته شده اند که با بروز آسم ارتباط مستقیم دارند؛ از جمله ی آنها می توان هورمون ها، سایتوکاین ها، اختلالات سیستم ایمنی، آلودگی های محیطی، تغییرات محیطی و فصلی، و ژنتیک را نام برد. از طرف دیگر یکی از دلایل شروع آسم استرس می باشد که این نشان دهنده اختلال در عملکرد بخش ارتباطی(از جمله انتقال دهنده های عصبی) سیستم عصبی و سیستم ایمنی می باشد. بر اساس تحقیقات حاصله می توان این گونه نتیجه گرفت که بیان ژن های مختلف در سلول های خونی تصویری عینی از بیان آنها در سلول های عصبی می باشد. در مطالعات مشخص شده که میزان غلظت سروتونین خون در بیماران آسمی افزایش می یابد. مطالعات دیگر نشان می دهد که گیرنده ی 5-ht3a سطح گلبول های سفید خون منجر به ترشح یک سری سایتوکین هایی همچون il-6 وil-1? و سایر فاکتور هایی می شود که نقش مهمی در ایجاد عوارض التهابی آسم دارند. در مطالعه ای دیگر مشخص شده که سایتوکین هایی که ترشحشان توسط گیرنده 5-ht3a افزایش می یابد، در ایجاد علائم التهابی آسم دخیل اند. به این ترتیب، این یافته ها ما را بر آن داشت تا میزان گیرنده 5-ht3a را در این بیماران مورد بررسی قرار دهیم که به این طریق مکانیسم عمل این گیرنده را بیشتر مورد آنالیز قرار دهیم. این تحقیق در حیطه نوروایمونواندوکرینولوژی قرار می گیرد که در آن ابتدا rna گویچه های سفید خون محیطی 30 فرد سالم و 30 فرد بیمار استخراج گردید. پس از سنتز cdna از روی mrna به روش reverse transcriptase pcr (rt-pcr)، با استفاده از الکتروفورز محصول pcr، برای ژن ?-actin و 5-ht3a صحت عملکرد تا این مرحله مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از دستگاه rotor gene(corbett research) غلظت mrna سلول های تک هسته ای خون محیطی(pbmc ) افراد سالم و بیمار برای ژن 5-ht3a ، بعنوان ژن هدف، و ژن ?-actin بعنوان ژن reference ، اندازه گیری و مقایسه شد. بعد از بررسی های آماری که بر روی داده های حاصل صورت گرفت نشان داده شد که بیان این گیرنده در pbmc افزایش می یابد (p< 0.022) . با توجه به افزایش بیان گیرنده 5-ht3a در سلول های pbmc و نقش التهابی این گیرنده در ایجاد عوارض بیماری آسم، احتمالا استفاده از آنتاگونیست های این گیرنده را می توان یک راهکار درمانی جدید برای کاهش علائم بیماری آسم در نظر گرفت، البته این کار نیاز به مطالعات بیشتر دارد. بعلاوه با استفاده از نتایج حاصل از این پروژه تحقیقاتی می توان به میزان هر چند اندک به مکانیسم عملکردی این گیرنده روی سلول های pbmc در بیماران آسمی پی برد.

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.

چکیده آسم یک بیماری ازدیاد حساسیت نوع 1 می باشد که به دلیل افزایش ایمونوگلوبولین e در افراد مستعد این بیماری در برخورد با آنتی ژن های بیگانه ایجاد می شود و باعث پیدایش التهاب مزمن مجاری تنفسی شده که نمود آن انقباض برگشت پذیر عضلات صاف این مجاری و افزایش ترشح موکوس می باشد که نهایتاً منجر به تنگی نفس در فرد مبتلا می گردد. این بیماری شیوع بالایی در جمعیت به میزان 7 تا 10 درصد داشته و میزان این شیوع رو به افزایش است و تضعیف نیروی کار و هزینه های بالای درمانی و مراقبتی را نیز باعث می شود. سیستم اعصاب مرکزی از طریق محور هیپوتالموس بر روی غدد درون ریز متعددی اثر می کند که آنها نیز به نوبه ی خود بر سیستم ایمنی تاثیر می گذارند و نکته ی مهمتر این که انتقال دهندگان عصبی که مسئول انتقال پیام در بین اعصاب می باشند، بر روی سلول های سیستم ایمنی گیرنده هایی مشابه با آنچه که در اعصاب وجود دارد را دارا می باشند. بنابراین می توان خیلی از اختلالات سیستم ایمنی را در سیستم اعصاب مرکزی جستجو کرد. یکی از کلیدی ترین انتقال دهندگان عصبی سروتونین می باشد؛ و تنظیم سطح این ماده از طریق تجزیه ی آن توسط آنزیم مونوآمین اکسیداز انجام می گیرد. تغییرات سطوح سروتونین و نیز مونوآمین اکسیداز منجر به بروز بیماری های عصبی شدیدی شده و دارو های بسیاری در زمینه کنترل این دو ماده تا کنون تولید شده اند. از آنجا که ارتباط مستقیم افزایش سطح سروتونین خون محیطی بیماران آسمی با بیماری آنها به اثبات رسیده است، بر آن شدیم که تاثیر مهمترین تنظیم کننده ی این ماده یعنی آنزیم مونوآمین اکسیداز را بر روی بیماری آسم بررسی کنیم. این تحقیق شامل مقایسه کمّی بیان آنزیم مونوآمین اکسیداز در بیماران مبتلا به آسم آلرژیک و افراد سالم می باشد. با نمونه گیری از خون محیطی 30 بیمار آسمی و 30 فرد نرمال و بهره گیری از روش های استخراج rna و سنتز cdna و نهایتا تکنیک با ارزش کمّی و دقیق real time pcr، الگوی بیان ژن این آنزیم را مورد بررسی قرار دادیم. در نهایت از تجزیه و تحلیل داده های حاصل، مشخص شد که میزان آنزیم مونوآمین اکسیداز در بیماران آسم آلرژیک در مقایسه با افراد سالم با ضریب 2.397- و با p-value برابر با 0.190 کاهش می یابد اما به لحاظ آماری این کاهش معنی دار نبوده و تغییر نادیده گرفته می شود. این عدم تغییر در میزان بیان نشان دهنده ی القای قوی سیستم هموستاز عصبی بوده و با وجود اینکه سطح سرمی سروتونین بیماران بالا است، بدن اجازه تغییر الگوی بیان به این آنزیم کلیدی را نمی دهد. تغییر الگوی بیان این انزیم می تواند منجر به تجزیه ی زیاد سایر ناقلین عصبی شده و فرد دچار مشکلات شدید عصبی می شود، در حالیکه افراد مورد مطالعه از نظر بیماریهای عصبی مورد ارزیابی قرار گرفته بودند و از هیچ عارضه ای رنج نمی بردند. ممکن است افزایش سطح سروتونین به دلیل کاهش فعالیت اختصاصی آنزیم mao برای سروتونین باشد. امید است تا بتوان درمان های جدیدی برای بیماری آسم نه بر مبنای تنها سیستم ایمنی، بلکه بر مبنای سیستم عصبی و تنظیم کننده های این سیستم؛ همانند آنزیم مونوآمین اکسیداز ارائه کرد.

افزایش شیوع و گستردگی آسم در نقاط مختلف دنیا آن را به یک نگرانی جهانی تبدیل کرده است. به دلیل انتخاب شیوه زندگی مدرن و شهری شدن جوامع، آسم هنوز هم در سطح جهان در حال افزایش است. آسم یک اختلال التهابی مزمن در مجاری هوایی است که سلولها و عوامل سلولی بسیاری در آن دخالت دارند. انسداد مجاری هوایی در آسم متشکل از اسپاسم ماهیچه های صاف ریوی و درجات متنوعی از التهاب لوله های هوایی است که با تورم، ترشح موکوز و ورود سلولهای التهابی مشخص می شود. نقش سروتونین در آسم بسیار بحث برانگیز بوده، اما نشانه هایی مبنی بر دخالت احتمالی آن در ایجاد و تشدید بیماری وجود دارد. غلظت پلاسمایی سروتونین آزاد در طی حملات آسم افزایش می یابد و این افزایش با شدت آسم مرتبط است. طبق مطالعات انجام شده برروی خانواده گیرنده سروتونین، نشان داده شده که گیرنده 5-ht2a برای تنظیم بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی شامل انقباض عضلات صاف ریوی ضروری است. بنابراین بررسی میزان بیان ژن htr2a در بیماران آسم آلرژیک در مقایسه با افراد سالم مهم و کاربردی خواهد بود. سلولهای تک هسته ای خون محیطی 22 فرد سالم و 22 بیمار آسم جداسازی شد. محتوای کل rna سلولی استخراج و cdna از روی آنها سنتز گردید. سپس با روش real-time pcr و با استفاده از پرایمرهای طراحی شده، ژن htr2a و ژن بتا اکتین (به عنوان یک ژن مرجع) در دو گروه تکثیر شد. آنالیز داده های بدست آمده برای تعیین میزان mrna ژن گیرنده 5-ht2a انجام گرفت. نسبت بیان در گروه نرمال و بیمار نیز محاسبه شد. نتایج حاصل نشان می دهد که ژن htr2a در pbmc بیماران آسم آلرژیک به میزان 4 برابر افزایش بیان داشته است (003/0=p). با توجه به افزایش بیان این گیرنده در pbmc بیماران به نظر می رسد که می توان از آن به عنوان یکی از بیومارکرهای خون محیطی در تشخیص بیماری استفاده کرد. به علاوه با در نظر گرفتن نقش این گیرنده در انقباض عضلات صاف ریوی، پیشنهاد می شود که مطالعات بیشتری در زمینه تأثیر آنتاگونیست های آن در درمان آسم انجام گیرد.