بررسی ارتباط پلی مورفیسم ناحیه پروموتری ژن apoe در بیماران مبتلا به آلزایمر در استان گیلان

مهرناز پور واحدی

چکیده

آلزایمر، یک بیماری پیش رونده و تخریب کننده نورونی می باشد (cheng et al., 2005). که با کاهش نورون ها و سیناپس ها هیپوکامپ و اینتورینال تشخیص داده می شود (zilkova et al., 2006). ابتلا به آلزایمر در سلامت عمومی جامعه و سرعت مرگ و میر تأثیرگذار بوده و موجب وارد آمدن صدمات روحی و هزینه های بسیار گزاف درمانی به خانواده و در نتیجه اجتماع می گردد (thies and bleiler, 2013). یکی از ویژگی های نوروپاتولوژی بیماری مذکور، انباشتگی پلاک های نورونی به نام پلاک های بتا آمیلوئیدی می باشد. از دیگر ویژگی نوروپاتولوژی این بیماری، می توان به کلاف های نوروفیبریلاری اشاره کرد که یک ضایعه میکروسکوپی عمده در بیماری آلزایمر بوده و حاصل هیپرفسفریلاسیون پروتئین های وابسته به میکروتوبول از قبیل پروتئین تا (tau) می باشد (tang and gershon, 2003). اولین مناطقی از مغز که طی بیماری آلزایمر، تحت تاثیر قرار می گیرند، هیپوکامپ و اینتورینال قشری می باشند. این مناطق به عنوان بخش هایی از سیستم لیمبیک به شمار می روند، که نقش مهمی در پردازش حافظه و یادگیری ایفا می کنند (zilkova et al., 2006). بیماری آلزایمر توسط سه گروه اصلی از علایم تشخیص داده می شود. از علایم ابتدایی می توان به افزایش اضطراب، پریشانی و دستپاچگی در محیط های ناآشنا، تغییرات خلق و خوی و از دست دادن حافظه اشاره کرد. از علایم متوسط این بیماری مشکلات زبانی، زودرنجی، افسردگی، هذیان می باشد و علایم پیشرفته همراه با از دست دادن وزن، اشکال در بلع، بی اختیاری ادرار و مدفوع بوده که در نهایت منجر به مرگ خواهد شد (rogers and lasprilla, 2006). بیماری آلزایمر بر اساس سن شروع بیماری به 2 نوع زودرس و دیررس طبقه بندی می شود. در نوع زودرس بیماری شروع علایم بالینی قبل از سن 65 سالگی می باشد. بیشتر از نوع وراثتی بوده و الگوی توارث اتوزومال غالب دارند. در نوع دیررس بیماری شروع علایم بالینی پس از سن 65 سالگی می باشد و به علت دخیل بودن عوامل محیطی و ژنتیکی الگوی توارث آن واضح نیست. ولی بسیاری از شواهد ژنتیکی نشان می دهند که ژن apoe به عنوان یک عامل خطر برای نوع دیررس اسپورادیک یا وراثتی این بیماری نقش ایفا می کند (yokes, 2007). آلزایمر یک بیماری چندعاملی است و نتایج مطالعاتی که تاکنون در ارتباط با آن، صورت گرفته اند، عوامل مختلفی از قبیل اختلالات ژنتیکی و عوامل محیطی را در بروز بیماری موثر می دانند (rondeau et al., 2006). عوامل محیطی شامل: قرار گرفتن در برابر سموم و آلودگی ها (moulton and yang, 2012)، الکل (tyas, 2001)، استعمال دخانیات (ho et al., 2012)، آسیب به سر (jellinger, 2004)، افزایش کلسترول (michikawa, 2003) می باشد. در رابطه با عوامل ژنتیکی شناسایی ژن های کاندید در آلزایمر زودرس و دیررس درک ما را از اهمیت استعداد ژنتیکی در بیماری آلزایمر افزایش داده اند. بیشتر منابع اشاره می کنند که سن و جنسیت در پیشرفت بیماری آلزایمر نقش مهمی دارند، به طوری که گزارش شده است شیوع این بیماری در خانم ها بیشتر از آقایان می باشد. افزایش شیوع این بیماری در خانم ها با سطح هورمون استروژن رابطه مستقیم دارد. هورمون استروژن بیان آنزیم های آنتی اکسیدان را بالا برده و موجب حفاظت در برابر سمّیت بتا آمیلوئید می شود. پس در نتیجه میزان انتشار سیگنال های آپاتوتیک و ابتلا به بیماری در زنان جوان و آقایان بسیار پایین تر از زنان مسن بوده است (vina et al., 2007). امروزه بحث ارتباط میان پلی مورفیسم های ژنتیکی و استعداد ابتلا به بیماری ها از جمله مباحث پر اهمیت و قابل توجه می باشد، که مطالعات روزافزونی پیرامون ارتباط یاد شده در حال انجام است. همان گونه که پیش تر به آن اشاره گردید تفاوت در توالی dna میان افراد، گروه ها یا جمعیت ها پلی مورفیسم ژنتیکی اطلاق می گردد (vignal et al., 2002). حاصل وجود این پلی مورفیسم ها می تواند مسئول بروز تفاوت های مشاهده شده در زمینه فیزیولوژی، بیوشیمی، پاسخ به داروها و بالاخره استعداد ابتلای افراد به برخی بیماری ها باشد (frazier et al., 2003). snp ها به عنوان ساده ترین و رایج ترین منبع پلی مورفیسم ژنی در انسان محسوب می گردند (vignal et al., 2002). اطلاعات حاصل از snp ها می توانند در بهبود سطح سلامت افراد و جامعه موثر واقع گردند، بدین معنی که تحقیقات مربوط به snp ها می توانند از طریق ژن درمانی، کشف داروهای جدید و کشف شیوه های جدید تشخیصی مورد استفاده واقع شوند (mahoney, 2007). بدلیل اهمیت بیماری آلزایمر و با در نظر گرفتن نقش apoe در بروز این بیماری، در تحقیق حاضر به ارتباط میان پلی مورفیسم شناخته شده در ژن apoe با بیماری آلزایمر پرداخته شد. ژن apoe روی بازوی بلند کروموزوم شماره 19 قرار داشته و متشکل از 4 اگزون و 3 اینترون می باشد. لازم به ذکر است اگزون اول این ژن شامل 44 نوکلئوتید و غیرقابل ترجمه بوده، اگزون دوم شامل 66 نوکلئوتید، اگزون سوم شامل 193 نوکلئوتید و اگزون چهارم شامل 860 نوکلئوتید می باشد که بیش از 80% پروتئین ها توسط اگزون شماره 4 کد می شوند (papaioannou et al., 2012). این ژن شامل 3 آلل مهم (e2, e3, e4) می باشد که 3 ایزوفرم از پروتئین (e2, e3, e4)apoe را کد می کند. آلل e4 یک فاکتور ژنتیکی مهم در ایجاد آلزایمر می باشد (kobayashi et al., 2011). این ژن پروتئینی متشکل از 299 آمینواسید و وزن مولکولی 34 کیلو دالتون را کد می کند (bu, 2009). پروتئینapoe مهم ترین آپولیپوپروتئین ساخته شده در مغز می باشد که عمدتاً توسط آستروسیت ها و میکروگلیاها و تحت شرایط خاص توسط نورون ها بیان می شود و نقش مهمی در انتقال لیپیدها و تنظیم متابولیسم کلسترول دارد. انتشار کلسترول توسط apoe به مکان های آسیب دیده سبب ترمیم سلول ها می شود (mahley et al., 2006). apoe دارای چندین نوع گیرنده بر سطح سلول می باشد که از اعضای خانوادهldlr هستند که اتصال لیگاند-گیرنده باعث تنظیم سطح apoe در سیستم عصبی و تأثیر بر سیگنالینگ نورون ها می شود (ambrose, 2004). تاکنون چندین نقطه پلی مورفیسم برای ژن apoe در ناحیه کدشونده و تنظیمی گزارش شده است. از بین پلی مورفیسم های ناحیه کدکننده 3 جایگاه پلی مورفیک اصلی به علت فراوانی و تغییرات حاصل در توالی آمینواسیدی بیشتر مورد بررسی قرار می گیرند. این پلی مورفیسم ها شامل (cys112,cys158) apoe2، (cys112 arg158) apoe3، (arg 112, arg158) apoe4 می باشند. باوجود اینکه این 3 ایزوفرم تنها در یک یا دو آمینواسید در موقعیت های 158 یا 112 متفاوت می باشند، ولی در ساختار و عملکرد apoe تأثیرگذارند (holtzman et al., 2012). از پلی مورفیسم های ناحیه غیرکدکننده می توان به پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی در موقعیت های 491-، 427-، 219-، 113+ اشاره کرد. گزارشات نشان داده شده است که پلی مورفیسم در موقعیت هایg/t 219- و a/t 491- بر فعالیت پروموتر اثر می گذارند (li et al., 2011). پلی مورفیسم مورد بررسی در پایان نامه حاضر، شامل تبدیل نوکلئوتید دارای گوانین به نوکلئوتید دارای تیمین در موقعیت 219- می باشد. به نظر می رسد که این تبدیل از طریق اثر گذاری بر روی فعالیت پروموتر باعث تغییر در تمایل فاکتورهای رونویسی و تغییر سطح تولید mrna ژن apoe می گردد. در این تحقیق که روی 50 فرد مبتلا به آلزایمر و 50 فرد سالم در جمعیتی از افراد استان گیلان صورت گرفت، پس از انجام تکنیک های یاد شده و محاسبات آماری جهت پی بردن به تأثیر پلی مورفیسم یاد شده روی استعداد ابتلای به بیماری آلزایمر نتایجی بدین صورت حاصل گردید: از 50 فرد بیمار 24 نفر هموزیگوت (gg)، 19 نفر هتروزیگوت (gt) و 7 نفر هموزیگوت (tt) بوده اند، بنابراین بررسی فراوانی برای ژنوتیپ های gg، gt، tt برابر با 48%، 38%، 14% بود و از 50 فرد سالم 18 فرد دارای ژنوتیپ هموزیگوت (gg) و 28 نفر دارای ژنوتیپ هتروزیگوت (gt) و 4 نفر دارای ژنوتیپ هموزیگوت (tt) بودند. بنابراین بررسی فراوانی برای ژنوتیپ های gg، gt، tt برابر با 36%، 56%، 8% بود. در بررسی آماری جهت مقایسه فراوانی ژنوتیپی بین افراد بیمار و سالم =3.392 ?2 با مقدارp = 0.18 بدست آمد. با توجه به مقدارp تفاوت معنی داری در فراوانی ژنوتیپی apoe بین 2 گروه بیمار و کنترل مشاهده نشد. از طرفی دیگر در بررسی فراوانی آللی با توجه به نتیجه آزمون ?2 = 2.303 و p = 0.129 ، تفاوت مشاهده شده از نظر فراوانی آللی بین جمعیت سالم و بیمار از لحاظ آماری معنی دار نیست. نتایج نشان دهنده ی عدم ارتباط این پلی مورفیسم با بیماری آلزایمر می باشد. در واقع می توان گفت احتمالاً این پلی مورفیسم تأثیری در بروز و پیشرفت آلزایمر ندارد. ? در مطالعه zurutuza و همکاران بر روی 388 بیمار آلزایمری و 386 کنترل که در جمعیت فرانسوی انجام شد، بررسی پلی مورفیسم در 3 ناحیه g/t219- ، c/t 247- ، a/t 491- صورت گرفت و نشان داده شد که بین پلی مورفیسم ناحیه g/t 219- و بیماری آلزایمر ارتباط معنی داری وجود ندارد و در مقابل ارتباط معنـی داری بیـن پلـی مورفیسـم نواحـی c/t 427 - و a/t491- و بیماری مذکور یافت شد(zurutuza et al., 2000). ? در مطالعه ی lynch و همکاران بر روی 12 بیمار آلزایمر و 107 بیمار فرد سالم که در جمعیت ایرلندی انجام شد، بررسی پلی مورفیسم در دو ناحیه c/t427 - و a/t491- صورت گرفت و نشان داده شد که بین پلی مورفیسم در این نواحی و خطر ابتلا به بیماری آلزایمر ارتباط معنی داری وجود ندارد (lynch et al., 2008). ? در مطالعه lambert و همکاران بر روی 1732 بیمار مبتلا به آلزایمر و 1926 فرد سالم انجام شد، بررسی پلی مورفیسم در نواحی g/t219- و a/t491- صورت گرفت و نشان داده شد که بین پلی مورفیسم ناحیه g/t 219- (بررسی در جمعیت افراد مسن) و a/t 491- (بررسی در کل نمونه ها) ارتباط معنی داری وجود ندارد (lambert et al., 2002). ? در مطالعه helisami و همکاران که بر روی 106 بیمار آلزایمری و 123 فرد سالم در جمعیت فنلاندی انجام گرفت، ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم در ناحیه a/t 491- و بیماری آنزیم مشاهده نشد (p= 0/06) (helisalmi et al., 1999). ? در مطالعهtang و همکاران که بر روی 88 بیمار آلزایمری و 112 فرد سالم انجام شد نتیجه گیری نمودند که بین پلی مورفیسم در ناحیه c/t 491- و خطر بیماری آلزایمر یافت نشد (tang et al., 2003). ? در مطالعه song و همکاران که بر روی 88 بیمار آلزایمری و 112 فرد سالم انجام شد نتیجه گیری نمودند که بین پلی مورفیسم در ناحیه a/t 491- و بیماری آلزایمر ارتباط معنی داری وجود ندارد (song et al., 1998). ? نتایج برخی از مطالعاتی که به بررسی اثر پلی مورفیسم ناحیه پروموتری ژن apoe در بیماری آلزایمر پرداختند، با نتایج به دست آمده از پژوهش کنونی متناقض بوده است. ? مطالعه توسطbizzarro و همکاران درسال 2009 روی جمعیتی از ایتالیایی ها صورت گرفت. در این مطالعه 169بیمار مبتلا به آلزایمرو 99 فرد سالم مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به نتایج حاصل از این بررسی ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم ناحیه g/t219- با بیماری آلزایمر مشاهده شد (p < 0.001, or=1.792 0.95, ci=1.058 - 0.34) و همچنین ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم ناحیه a/t491- و خطر ابتلا به این بیماری مشاهده گردید (p=0.005, or=2.376 95%, ci=1.397 - 4.043) در مقابل بررسی پلی مورفیسم در ناحیه c/t427- نشان داد که ارتباط معنی دار بین پلی مورفیسم این ناحیه و بیماری آلزایمر وجود ندارد (bizzarro et al., 2009). پیرامون مطالعات انجام شده در مورد پلی مورفیسم ناحیه پروموتری ژن apoe می توان به تحقیق انجام شده توسط yuxin و همکاران بر روی 9662 فرد آلزایمری و 9696 فرد سالم اشاره داشت. در ایـن تحقیـق بیـن پلـی مورفیسـم ناحیـه t/g 219- و خطر ابتلا به آلزایمر ارتباط معنی داری یافت شد (p<0.05 or=1.30 95%, ci=1.1 - 1.55). همچنین ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم ناحیه a/t491- با بیماری آلزایمر مشاهده گردید(p<0.05 or=1.49 95%, ci=1.29 - 1.72). در مقابل هیچ ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم ناحیه 427- و خطر ابتلا به بیماری یافت نشد (xin et al., 2010). رابطه مشخص در خصوص پلی مورفیسم در ناحیه پروموتری ژن apoe و ارتباط آن با انواعی از بیماری ها نظیر بیماری قلبی مشاهده شده است. ? در مطالعهlambert و همکاران که بر روی 678 کنترل و 568 فرد مبتلا به بیماری قلبی انجام شد، نتیجه گیری کردند که پلی مورفیسم در ناحیه g/t 219- با افزایش خطر بیماری قلبی همراه می باشد (p<0.003, or=1.29 95%, ci=1.09 - 1.52) (lambert et al., 2000). ? viitannen و همکاران با ارزیابی 118 فرد بیمار قلبی و 110 فرد سالم نتیجه گیری نمودند که بین پلی مورفیسمg/t 219- با بیماری قلبی ارتباط معناداری وجود دارد (viitanen et al., 2001). به طور کلی، نتایج حاصل از این پروژه نشان می دهد که ارتباط معنی داری بین پلی مورفیسم ناحیه g/t 219- و بیماری آلزایمر وجود ندارد. لازم به ذکر است که بیماری آلزایمر همچون سایر بیماری های چندعاملی حاصل برهم کنش عوامل مختلف ژنی و محیطی است، که در تحقیق حاضر تنها به برررسی یک وجه از یکی از عوامل دخیل در این امر پرداخته شد. لذا همچنان نقش سایر ژن ها، عوامل محیطی و حتی سایر پلی مورفیسم های شناخته شده در ژن مورد مطالعه، در ایجاد و بروز آلزایمر قابل تأمل و دخیل می باشند. در مجموع، شاید بتوان نقش ترکیبات ژنتیکی را در ارتباط بین پلی مورفیسم موردبرررسی و استعداد ابتلای افراد مورد مطالعه به آلزایمر موثر دانست. اگرچه نتیجه ی به دست آمده ممکن است با تغییر خزانه ژنتیکی جمعیت مورد بررسی و یا تغییر معنی دار اندازه ی جمعیت تغییر نماید.

اساتید راهنما و مشاور

حمیدرضا وزیری، فرزام عجمیان