نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 -دانشیار ژنتیک پزشکی مولکولی، گروه علوم جانوری، دانشکده علوم طبیعی ، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 دانشجوی ارشد ژنتیک ، گروه زیست شناسی ، دانشکده علوم طبیعی ، دانشگاه آزاد اسلامی اهر ، اهر ایران
3 متخصص چشم پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گناباد،گناباد، ایران
4 استاد شبکیه، مرکز تحقیقات چشم، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction
Age-related macular degeneration (AMD) is the most common cause of irreversible visual impairment among elderly population worldwide. Besides age and smoking, genetic variants from several gene loci have been associated with this condition. Several polymorphisms have been implicated in the pathogenesis of this disease. rs2230199 polymorphism in C3 gene that encodes the major protein of the complement system is one of the candidate genes involved in this disease. The present research examined the role of R102G polymorphism in developing of AMD.
Method
In this study, the association of rs2230199 polymorphism in C3 gene was investigated in 51 patients from Gonabad region suffering from dry AMD with Geogrophic atrophy by polymerase chain reaction (PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP). Some cases were chosen at random for confirmation of the PCR-RFLP results by direct sequencing. Also, 72 healthy age, sex matched unrelated people were included in this case-control study as controls which were selected from the same population.
Results
Investigation of the association of R102G polymorphism in C3 gene with AMD showed that there are significant differences between patients and controls in genotype and allele frequencies of this polymorphism (P= 0.000) .
Conclusion
rs2230199 polymorphism in C3 was associated with increased risk for AMD
کلیدواژهها [English]
مقدمه
تخریب وابسته به سن ماکولا (AMD1) شایعترین علت نابینایی برگشت ناپذیر در افراد مسن بالای 65 سال سراسر جهان محسوب می شود(1). در این بیماری ماکولا یا لکه زرد تخریب می شود. ماکولا قسمت حساس به نور شبکیه و مسئول دید مستقیم و واضح است که برای کارهای دقیق مثل خواندن و رانندگی لازم است(2). شیوع این بیماری به طور گسترده ای در گروه های نژادی مختلف، متفاوت است و تخمین زده می شود که تا سال 2020، حداقل 80 میلیون نفر در سراسر جهان تحت تاثیر AMD قرار گیرند(3). شناسایی عوامل خطر برای درک منشا اختلال و برای برقراری استراتژی برای جلوگیری از ابتلا به AMD از اهمیت عمده ای برخوردار است(4). AMD بر اساس پیشرفت بیماری و ویژگی های بالینی خاص به دو نوع اولیه و پیشرفته طبقه بندی می شود(5). مشخصه اصلی مراحل اولیه بیماری، ایجاد رسوبات زرد رنگ خارج سلولی مابین غشای رنگدانه ای اپیتلیوم (RPE) و غشای بروک معروف به دروزن می باشند(6). این رسوبات متشکل ازگلیکولیپید، پروتئین و بقایای سلولی بوده و حاوی اجزاء سیستم کمپلمان، تعدیل و تنظیم کننده ها و سرین پروتئاز ها هستند(7). AMD پیشرفته از نظر فیزیولوژیکی به 2 شکل خشک و مرطوب بروز می کند(8). در AMD خشک آتروفی جغرافیایی همراه با تغییرات دژنراتیو در غشای رنگدانه ای اپیتلیوم و گیرنده های نوری رخ می دهد(9). در مقابل، AMD مرطوب با حضور رگ زایی کوروئیدال، ایجاد زخم و خونریزی در ناحیه زیر شبکیه مشخص می شود و شدیدا باعث تضعیف دید مرکزی بیمار و نهایتا کوری می گردد (10).
AMD یک بیماری چند عاملی پیچیده است و در کنار عوامل محیطی از جمله سن، مصرف سیگار و تغذیه، فاکتور های ژنتیکی شامل واریانتهای ژنی متعدد نیز در بروز این بیماری نقش دارند (11، 12). طی چند سال اخیر ارتباط بین AMD و پلیمورفیسمهای تک نوکلئوتیدی متعدد به طور گسترده گزارش شده است(13-15). از مهمترین الل های ایجاد حساسیت در بروز این بیماری می توان به تعدادی از اجزای سیستم کمپلمان از جمله CFH، CFB، C2 و C3 اشاره کرد(16-18). بررسی ها نشان می دهد که فعالیت سیستم کمپلمان با ایجاد اختلال در ماتریکس خارج سلولی و ساختار ترشح شده از سلول های شبکیه چشم، نقش مهمی در تشکیل دروزن بازی می کند(19، 20). مولکول C3 مهمترین جزء سیستم کمپلمان و متعلق به خانواده گلیکوپروتئینی ماکروگلوبولین- α2 می باشد و نقش مهمی در پاسخ ایمنی بازی می کنند(21). در مطالعات گذشته نقش این ماده در بروز و پیشرفت بیماری AMD مطرح و تعدادی از پلی مورفیسم های آن شناسایی گردیده اند(22، 23). مطالعات زیادی همراهی و ارتباط پلی مورفیسم rs2230199این ژن را با بیماری AMD نشان داده است. این پلیمورفیسم باعث بروز 2 آلوتایپ Fast (F) و Slow (S)میشود که از نظر حرکت پروتئین در الکتروفورز متفاوت می باشد و افراد دارای الل F مستعد بروز بیماری می باشند(24). در این مطالعه پلی مورفیسم جایگاه rs2230199 جهت بررسی ژنوتیپی بیماری AMD نوع خشک با فنوتیپ آتروفی جغرافیایی در جمعیت شمال شرق ایران مورد مطالعه قرار می گیرد.
روش کار
ﻣﻄﺎﻟﻌﻪﺣﺎﺿﺮ ﯾﮏ مطالعه مورد- شاهدی است که افراد مطالعه شده در این پژوهش از شهرستان گناباد به متخصصین بینایی سنجی بیمارستان ها و مراکز درمانی شهر مراجعه کرده اند. در این مطالعه 123 بیمار غیرخویشاوند مراجعه کننده مورد مطالعه قرار گرفتند.ﭘـﺲ ﺍﺯ ﻣﻌﺎﻳﻨـﻪ ﺑـﺎﻟﻴﻨﻲ ﺗﻮﺳـﻂ 2 ﻣﺘﺨـﺼﺺ ﭼﺸﻢ،51 فرد مبتلا به AMD نوع خشک با فنوتیپ آتروفی جغرافیاییﺍﺯ ﺟﻤﻌﻴـﺖ شهرستان گناباد ﺍﻧﺘﺨـﺎﺏ شدند. معیار ورود به مطالعه بیماران با سن بالای 60 سال و مبتلا به AMD نوع خشک حداقل در یک چشم خود بودند افراد تحت معاینه کامل چشم پزشکی شامل بررسی حدت بینایی, فوندوسکوپی, فوندوس فوتوگرافی و فلوروسین آنژیوگرافی قرار گرفتند. تصویربرداریهای بیماران در بیمارستان خاتم الانبیا و توس مشهد انجام گرفت. پس از تائید ابتلای این بیماران به AMD توسط متخصصین مربوطه براساس کرایتریای تشخیصی ارایه شده توسط برد2 و همکاران، مشاوره ژنتیکی و رسم شجره نامهی خانوادگی صورت گرفت(25). معیار خروج از مطالعه شامل بیماران دارای هرگونه نشانه ای از علائم AMD نوع مرطوب بودند.پس از تائید ابتلای این بیماران به AMD توسط متخصصین مربوطه، مشاوره ژنتیکی و رسم شجره نامهی خانوادگی صورت گرفت و پروباند مشخص شد. در صورتی که پروباند خانواده و سایر بیماران احتمالی خانواده در دسترس بودند تاریخچه بیماری به طور کامل ثبت میشد. همزمان 73 فرد سالم ﺍﺯ ﻫﻤﺎﻥ ﺟﻤﻌﻴﺖ ﻛـﻪ ﺭﺍﺑﻄـﻪ ﺧﻮﻳـﺸﺎﻭﻧﺪﻱ ﺑـﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻳﺎ ﺑﺎ ﺑﻴﻤﺎﺭﺍﻥ ﻧﺪﺍﺷﺘﻨﺪ ولی از لحاظ سن و جنس با گروه بیمار مطابقت داشتند، به عنوان گروه کنترل وارد مطالعه شدند. پس از اخذ رضایت نامه ی کتبی از بیماران در مرحله ی بعد نمونه گیری از خون وریدی به میزان 5 سی سی صورت گرفت و جهت بررسی ﺑﻪ ﻣﺮﻛﺰ ﮊﻧﺘﻴﻚ ﭘﺰﺷـﻜﻲﻣﻮﻟﻜـﻮﻟﻲ ﺗﺒﺮﻳـﺰ فرستاده شد.
اﺯ ﻟﻜﻮﺳــﻴﺖ ﺧــﻮﻥﺑﻴﻤــﺎﺭﺍﻥ DNA ﻣﻄــﺎﺑﻖﺭﻭﺵ ﺍﺳــﺘﺎﻧﺪﺍﺭﺩ ﺍﺳـﺘﺨﺮﺍﺝ ﮔﺮﺩﻳـﺪ(26). پلیمورفیسم ژن C3 در جایگاه C/G 304 با روش PCR-RFLP مورد بررسی قرار گرفت. از پرایمر های F: 5′– CCC TCG CAC CTC CTT CAC و R: 5′– CCT CTG GCT GGC ACC TCA AT برای این پلیمورفیسم استفاده شد. آزمون PCR توسط دناتوراسیون به مدت 5 دقیقه در دمای 94 درجه و سپس 33 سیکل امپلیفیکاسیون (30 ثانیه در 94 درجه، 30 ثانیه در 56 درجه و 45 ثانیه در 72 درجه صورت پذیرفت. پس از آن مرحله تمدید (elongation) نهایی (5 دقیقه در 72 درجه) در پایان 33 سیکل انجام شد و یک محصول 494 جفت بازی را به همراه داشت. محصول PCR توسط آنزیم HhaI در دمای 37 درجه وارد مرحله آنزیمی گردید. در نهایت بر روی ژل پلی اکریل آمید الکتروفورز انجام و نتایج با رنگ آمیزی اتیدیوم برماید مشاهده شد. الل نرمال برای آنزیم HhaI هیچ توالی قابل شناسایی ندارد، اما در الل جهش یافته، یک جایگاه شناسایی برای این آنزیم ایجاد می شود که حاصل این تغییر ایجاد 2 قطعه 295 و 199 جفت بازی پس از هضم آنزیمی می باشد (شکل 1).
چند نمونه از هر ژنوتیپ جهت تایید نتایج PCR -RFLP تعیین توالی شدند (شکل 2).فراوانی ژنوتیپ مشاهده شده با فراوانی ژنوتیپ مورد انتظار با توجه به تعادل هاردی-واینبرگ مقایسه شد. بررسی آماری نتایج بین افراد بیمار وکنترل، به روش کای مربع و تست آزمون دقیق فیشر انجام شد. odd ratio (OR) و فاصله اطمینان 95٪ (CI ها) برای خطرات نسبی محاسبه شده و p value<0.05 به عنوان سطح معنی دار در نظر گرفته شد.
نتایج
در این مطالعه توزیع ژنوتیپی پلیمورفیسم rs2230199 مطابق با تعادل هاردی-واینبرگ می باشد
در افراد مبتلا به AMD نسبت به گروه کنترل متفاوت است. توالی ژنوتیپ های CC، CG و GG جایگاه C3 304C/G به ترتیب 431/0، 509/0و 058/0 در بیماران و 791/0، 208/0 و صفر در افراد سالم بود. در بررسی این جایگاه پلی مورفیسمی نشان داده شد که توزیع ژنوتیپهای CG بین افراد بیمار و کنترل (افراد سالم) تفاوت معنی داری نشان داده است. به طوری که P value محاسبه شده برای این ژنوتیپ 000/0 بدست آمده که کمتر از 05/0 است و گویای ارتباط این پلیمورفیسم با بیماری AMD نوع خشک با فنوتیپ آتروفی جغرافیایی میباشد. توزیع آللی این پلیمورفیسم نیز بین افراد بیمار و کنترل معنی دار میباشد. فراوانی آلل G(آلل ایجاد حساسیت) برای گروه بیمار 37/31 % و برای گروه کنترل 65/7 % می باشد.P value محاسبه شده برای آلل G (000/0=p) به معنی ارتباط این اللها با بیماری AMD نوع خشک با فنوتیپ آتروفی جغرافیایی میباشد (جدول1).
بحث
در این مطالعه پلی مورفیسم ژن C3 و رابطه آن با بیماری AMD نوع خشک(آتروفی جغرافیایی) در جمعیت شمال شرق کشور برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفت. بررسی هایی که در جمعیت های مختلف صورت گرفته نتایج متفاوتی را برای ارتباط میان پلی مورفیسم های ژن C3 با بیماری AMD نشان داده است. نتایج نشان میدهد که استعداد ابتلا به بیماری در افراد با ژنوتیپ CG و GG بیشتر بوده و افراد با ژنوتیپ CC حساسیت کمتری به این بیماری نشان می دهند. بنابراین مطالعهی حاضر نقش محافظت کنندهی ژنوتیپ CC را در ابتلا به بیماری نشان میدهد در صورتی که ژنوتیپ هتروزیگوت CG و هموزیگوت GG یک فاکتور خطر برای ابتلا به بیماری AMD محسوب میشود. در تایید نتایج به دست آمده، مطالعات انجام شده در جمعیتهای انگلیس(004/0=p)، مکزیک(04/0=p) و فرانسه (02/0=p) ارتباط معنیدار بین پلیمورفیسم rs2230199 ژن C3 و بیماری AMD را گزارش کردهاند و در هر سه مطالعه وجود آلل G درجمعیتهای مورد مطالعه احتمال ابتلاء به AMD را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد (24، 27، 28). این یافته ها با نتایج به دست آمده در تحقیق ما مطابقت دارد. همچنین در مطالعهای که بر جمعیتی از اقوام قفقازی آمریکا انجام گردید، نشان داده شد که پلی مورفیسم rs2230199 ژن C3 با هر دو نوع AMD، هم نوع خشک(آتروفی جغرافیایی) و هم نوع مرطوب همراهی دارد که این همراهی در هر دو نوع بیماری به صورت یکسان می باشد(29). با توجه به یافته حاصل از این مطالعه احتمال می رود همراهیای که بین پلی مورفیسم rs2230199 و AMD با آتروفی جغرافیایی در جمعیت مورد مطالعه دیده شد، همین همراهی با AMD نوع مرطوب نیز در همین جمعیت دیده شود. برخلاف نتایج به دست آمده، در کشور های آسیای دور از جمله چین (565/0=p) و ژاپن و کره جنوبی هیچ ارتباط معنی داری بین واریانت rs2230199و بروز بیماری AMDیافت نشد(30-32).
نتیجه گیری
تبیین نقش پلی مورفیسم rs2230199 در بروز بیماری AMD نوع خشک و نیز واریانت های سایر اجزای سیستم کمپلمان مفاهیم مهمی را در استفاده از داروهایی که در جهت درمان تخریب ماکولا بر سیستم کمپلمان اثر دارند، در بر دارد. از این رو پیشنهاد می شود مطالعات جامع پیرامون پلی مورفیسم های سایر ژن های دخیل در سیستم کمپلمان نیز صورت پذیرد.