Document Type : Research Paper
Keywords
Subjects
بررسی ارتباط بین پلی مورفیسم های rs2111833 و rs2235324 در ژنTMPRSS6 با کم خونی فقر آهن در جمعیت ایرانی
مریم زارع1*، فائزه سید مومنی2 و مسعود هوشمند3
1 ایران، تهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 ایران، شهر ری، دانشگاه پیام نور مرکز شهر ری، گروه زیست شناسی
3 ایران، تهران، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه ژنتیک پزشکی
تاریخ دریافت: 11/02/1402 تاریخ پذیرش: 29/05/1402
چکیده
کم خونی که با کاهش هموگلوبین و گلبول های قرمز خون مشخص می شود، یکی از مشکلات رایج بهداشت عمومی در جهان است. کمبود آهن شدید و یا طولانی باعث کم خونی فقر آهن می شود که دلیل اصلی کم خونی می باشد. بجز کمبودهای تغذیه ای و بیمارهای عفونی و التهابی، فاکتورهای ژنتیکی نیز در بروز آن نقش دارد. جهش و پلی مورفیسم در ژن TMPRSS6 می تواند با افزایش هپسیدین بعنوان هورمون تنظیم کننده آهن، باعث ایجاد آنمی فقر آهن شود. هدف این مطالعه بررسی پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی rs2111833 و rs2235324 در ژن TMPRSS6 برای اولین بار در جمعیت بیماران ایرانی دارای کم خونی فقر آهن می باشد. به این منظور 200 نمونه خون از بیماران دارای کم خونی فقر آهن و افراد سالم بدست آمد. سپس استخراج DNA و Tetra-ARMS PCR با پرایمرهای اختصاصی برای هر واریانت انجام گردید. محصولات بدست آمده الکتروفورز و تعیین توالی شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، جایگاه rs2111833 دارای سه نوع ژنوتیپ هتروزیگوت (GA)، هموزیگوت طبیعی (GG) و هموزیگوت جهش یافته (AA) است و این پلی مورفیسم بطور معنی داری با کم خونی فقر آهن مرتبط است. برای جایگاه rs2235324 فقط یک ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی (TT) مشاهده شد. این یافته ها نشان می دهد که پلی مورفیسم rs2111833 ارتباط معنی داری با کم خونی فقر آهن داشته و بنظر می رسد که نقش مهمی در بروز این بیماری در جمعیت ایرانی داشته باشد اما پلی مورفیسم rs2135324 رابطه معنی داری با کم خونی فقر آهن ندارد.
واژه های کلیدی: کم خونی فقر آهن، پلی مورفیسم، ژن TMPRSS6، rs2111833، rs2235324
* نویسنده مسئول، تلفن: 09122787951 ، پست الکترونیکی: m_zare@pnu.ac.ir
مقدمه
آنمی(Anemia) یا کم خونی با کاهش هموگلوبین و گلبول های قرمز خون شناخته می شود. در اثر کاهش هموگلوبین ظرفیت حمل اکسیژن پایین می آید. در این بیماری میزان و حجم گلبول ها قرمز خون کاهش پیدا می کند. کم خونی انواع مختلفی دارد که هرکدام به دلایل مختلفی بروز می کند. کمبود آهن شدید یا طولانی مدت میتواند به کم خونی فقر آهن (Iron deficiency anemia) منجر شود که بعنوان یک مشکل رایج بهداشت جهانی شناخته شده و بیش از 2/1 میلیارد نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار داده است (26 و 31). عواملی مانند مصرف یا جذب ناکافی آهن و یا افزایش نیازهای آهن با توجه به رشد و از دست دادن آهن ناشی از خونریزی، باعث فقر آهن میشود و میتواند به تولید هموگلوبین ناکافی و کم خونی فقر آهن منجر شود (11 و 26). شیوع کم خونی فقر آهن با سن، جنس، نژاد، رژیم غذایی و عوامل اقتصادی و اجتماعی در ارتباط است. کمبود ریزمغذیها یک مشکل بهداشت عمومی است که کودکان و زنان باردار به ویژه در کشورهای در حال توسعه در معرض خطر آن هستند و تخمین زده می شود که 41% زنان و 27% کودکان قبل از سن مدرسه از کم خونی فقر آهن رنج میبرند (11 و 18 و 26 و 31).
کم خونی فقر آهن در حالت پیشرفته با کاهش آهن سرم، افزایش ظرفیت تام اتصال آهن (TIBC) و کاهش فریتین سرم، جلوه میکند (10). تجویز آهن بصورت خوراکی و یا تزریقی یک روش موثر و ارزان برای درمان کم خونی فقر آهن بوده و افزایش شمارش رتیکولوسیت بعد از 5 روز از شروع درمان مشاهده میشود (32).
هپسیدین (Hepcidin) که یک پپتید کاتیونی کوچک ( 25 آمینواسیدی) است و توسط ژن HAMP کد می شود، نقش مهمی در حفظ تعادل آهن در بدن دارد. این پپتید اساسا در کبد تولید می شود (14 و20). وقتی سطح آهن خون زیاد باشد آهن وارد سلولهای کبدی شده و باعث افزایش تولید هپسیدین می شود. هپسیدین سپس در خون گردش نموده و زمانی که آهن بدن زیاد باشد، جذب آهن در روده کوچک را متوقف می کند تا تعادل و هموستاز آهن در بدن حفظ شود. در واقع هپسیدین با پیوند به کانالهای فروپورتین (Fpn-1)، سبب تجزیه و تخریب آنها شده و از این رو از ورود آهن توسط سلولهای گوارشی به گردش خون و خروج آهن از ماکروفاژها جلوگیری میکند (33 و 37). از سوی دیگر هورمون اریتروفرون از گلبولهای قرمز هسته دار و در پاسخ به هورمون اریتروپویتین ترشح میگردد. این هورمون قادر است که به سرعت بیان ژن هپسیدین را خاموش نموده و لذا با تنظیم منفی ژن هپسیدین و در نتیجه کاهش سنتز آن، موجب افزایش جذب آهن از دستگاه گوارش و خروج آهن از ماکروفاژها از طریق کانال فروپورتین میگردد که نتیجهی آن فراهم شدن آهن کافی برای بافت خون ساز است (14).
در این راستا پروتئین ماتریپتاز-2 (Matriptase-2) که بطور عمده در کبد تولید می شود، تولید هپسیدین (هورمورن تنظیم کننده آهن سیستمیک) را بطور منفی تنظیم می کند. ماتریپتاز-2 که توسط ژن TMPRSS6 کد می شود، متعلق به خانواده سرین پروتئازهای تراغشایی نوع II بوده و به صورت یک پروآنزیم غیرفعال تک زنجیره ای سنتز شده و متعاقبا با برش یک اسید آمینه آرژینیین در ناحیه بین پرودومین و دومین کاتالیتیکی فعال می شود و به غشا متصل می ماند (41). یکی از سوبسترهای ماتریپتاز-2 فاکتور هموژولین (HJV) متصل به غشا است. در واقع متریپتاز-2 در حالت طبیعی با شکستن پروتئین هموژوولین، ارتباط آن را با گیرندهی BMP-6 که نقش مهمی در افزایش بیان هپسیدین دارد، قطع میکند و موجب کاهش بیان ژن هپسیدین میگردد. کاهش بیان ژن هپسیدین نیز متعاقبا با افزایش جذب آهن از گوارش همراه است (13 و 25). لذا جهش در ژن TMPRSS6 و عدم عملکرد آن، موجب افزایش بیان هپسیدین و تخریب کانالهای فروپورتین میگردد که در این حالت جذب آهن خوراکی صورت نمیگیرد و باعث ایجاد کم خونی فقر آهن مقاوم به درمان می شود. براساس مطالعات انجام شده وقوع جهش ها و نیز پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی در ژن TPMRSS6 با کم خونی فقر آهن مرتبط می باشد (5 و 10 و 16 و 24 و 31).
امروزه مطالعهی پلیمورفیسمها به منظور یافتن مارکرهای ژنتیکی موثر برای تشخیص و درمان بیماریها مورد توجه قرار گرفته است (1 و 2 و 3 و 23). پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی (SNP) جایگزینی یک نوکلوتید منفرد است که در یک موقعیت خاص در ژنوم رخ می دهد بطوریکه این تغییر در سطح بیش از 1% جمعیت وجود داشته باشد. به عنوان مثال در یک موقعیت پایه خاص در ژنوم انسان نوکلئوتید C ممکن است در بیشتر افراد ظاهر شود اما در افراد کمی این موقعیت توسط یک A اشغال می شود. این بدان معنی است که SNP در این موقعیت خاص وجود دارد و گفته می شود که دو آلل برای این موقعیت وجود دارد. SNP ها باعث تفاوت در حساسیت افراد به طیف گسترده ای از بیماری ها می شوند. همچنین شدت بیماری و نحوه واکنش به درمان ها نیز بر اساس واریانت های ژنتیکی متفاوت می باشد (12 و 15 و 22 و 36).
با توجه اهمیت پلی مورفیسم ها به عنوان مارکرهای ژنتیکی مفید و ارتباط SNP های شناخته شده ژن TMPRSS6 با کم خونی فقر آهن و نیز اهمیت و شیوع این بیماری، در این مطالعه پلیمورفیسم های rs2111833 و rs2135324 در ژن TMPRSS6 برای اولین بار در ایران و به روش Tetra-ARMS PCR در افراد مبتلا به کم خونی فقر آهن مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
جمع آوری نمونه: در این مطالعه مورد-شاهدی 200 نمونه شامل 100 نمونه بیمار مبتلا به کم خونی فقر آهن و 100 نمونه کنترل مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه های بیمار از بیمارستان شهید رجایی کرج و نمونه های کنترل از آزمایشگاه تابان و طی یک دوره سه ماهه در تابستان 1398 جمع آوری شدند. اهداف پژوهش برای همه افراد شرکت کننده توضیح داده شد و خونگیری از همه افراد با کسب رضایت از آنها و تکمیل و امضای فرم رضایت آگاهانه انجام شد. ابتلا بیماران به کم خونی فقر آهن براساس معیارهای تشخیصی WHO و براساس نتایج تست CBC (شمارش کامل گلبولهای قرمز) شامل سطح هموگلوبین کمتر از g /dl12 و فرییتن کمتر از ng/ml 15 مورد تایید قرار گرفت. از هر فرد به میزان 5 سی سی خون در لوله ای حاوی EDTA جمع آوری شد.
استخراج DNA ژنومی: استخراج DNA با استفاده از کیت استخراج NIGEB (پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، ایران) و طبق پروتکل مربوطه انجام شد. DNA استخراج شده در دمای ºC 4 و یا برای استفاده طولانی مدت در ºC20- درجه نگهداری گردید. پس از استخراج DNA تعیین غلظت و میزان خلوص آن ضروری است و این ارزیابی ها با دستگاه نانودراپ (Nano Drop ND-1000, Thermo Scientific, USA) و نیز الکتروفورز DNA روی ژل 1% انجام شد.
طراحی پرایمر: برای انجام تکنیک Tetra-ARMS PCR تعداد 4 پرایمر شامل 2 پرایمر بیرونی و 2 پرایمر دورنی مورد نیاز است که عبارتند از: (پیشرو بیرونی Forward Outer)FO ، (معکوس بیرونی Reverse Outer) RO، (پیشرو درونی Forward Inner)FI و (معکوس درونی Reverse Inner) RI. برای طراحی پرایمر ابتدا با استفاده از پایگاه SNP متعلق به NCBI توالی پلی مورفیسم مورد نظر بدست آمد. نواحی بالادست و پایین دست نقطه پلی مورفیسم جهت طراحی دو پرایمر FO و RO در نظر گرفته شد و انتخاب توالی به صورت دستی انجام شد. طراحی پرایمرهای FI و RI هم با در نظر گرفتن این نکته که انتهای هر دو پرایمر نقطه پلی مورفیسم قرار گیرد به صورت دستی و با کمک سایت NEB(New England Biolabs; https://international.neb.com/) انجام شد. پس از طراحی برای اطمینان از عملکرد اختصاصی پرایمرها، میزان همپوشانی پرایمرها با برنامه Blast و با استفاده از پایگاه داده NCBI انجام شد. نهایتا پرایمرهای طراحی شده توسط شرکت سینا کلون (ایران) سنتز شد. توالی پرایمرها در جدول 1 مشاهده می گردد.
جدول 1- توالی پرایمرهای مورد استفاده برای ژن TMPRSS6 در جایگاه های rs2111833 و rs2235324
|
|
rs2111833 |
rs2235324 |
|
FO |
CCACTCTACTACCCTATGAGGTG |
GAGGTCTCCCTCTGTGGGTCACAG |
|
RO |
GCATAGGCATCAAACCAGAGG |
AGATTGGGGACTTGGGCTTCCAATGAG |
|
FI |
TTCCTGGCACTGCTCTTCG |
CTATGCACTGAGGAGGCAGAAGGAG |
|
RI |
ATTGTCTCAACGGCAGCGAT |
CTGGGTGCACGGCAAACCA |
انجام Tetra-ARMS PCR: برای تعیین ژنوتیپ پلی مورفیسم های مورد نظر در ژن TMPRSS6 از تکنیک Tetra-ARMS PCR استفاده شد. این تکنیک یک روش مبتنی بر PCR برای تشخیص SNP در ژنوم می باشد. در این روش طراحی پرایمرها ( پیشرو و معکوس بیرونی (FO و RO) و پیشرو و معکوس درونی (FI و RI) به گونه ای صورت می گیرد که بتوان دو واکنش PCR با پرایمر مختص آلل طبیعی و پرایمر مختص آلل جهش یافته را همزمان در یک مخلوط واکنش بررسی نمود. در واقع پرایمرهای FO و RO برای هر دو آلل طبیعی و جهش یافته مشترک و به عنوان یک کنترل برای صحت واکنش PCR بکار می روند. و پرایمرهای FI و RI بصورت اختصاسی و برای تشخیص نوع آلل طبیعی و یا جهش یافته موجود در جایگاه مورد نظر بکار می ورد. در روش Tetra-ARMS PCR از هر چهار پرایمر در یک واکنش PCR استفاده می شود.
انجام واکنش Tetra-ARMS PCR منجر به تشکیل سه نوع محصول می شود: اول محصول حاصل از تکثیر قطعه بین پرایمرهای FO و RO که این قطعه تکثیرشده در هر دو توالی جهش یافته و طبیعی مشاهده می گردد و دارای بیشترین طول باند است. این محصول به عنوان کنترلی برای صحت PCR بکار می رود. دوم محصول حاصل از تکثیر قطعه بین پرایمرهای FI و RO و سوم محصول حاصل از تکثیر قطعه بین پرایمرهای FO و RI. براساس نتایج این تکنیک، ژنوم دیپلوئید انسان می تواند در هر جایگاه موردنظر دارای دو آلل طبیعی، یا دو آلل جهش یافته، و یا یک آلل طبیعی و یک آلل جهش یافته باشد.
برای هر جایگاه، مخلوط واکنش PCR در یک میکروتیوپ و در حجم نهایی 10 میکرولیتر شامل پنج میکرولیتر از مخلوط آماده (Master mix 2X) (سیناکلون، ایران)، یک میکرولیتر از DNA الگو، 5/0 میکرولیتر از هرکدام از پرایمرها به همراه دو میکرولیتر آب عاری از نوکلئاز (سیناکلون، ایران) آماده سازی شد. متعاقبا مخلوط واکنش در دستگاه ترموسایکلر (BioRad, USA) قرار گرفته و واکنش PCR تحت شرایط اختصاصی انجام شد. شرایط و پروفایل دمایی به این صورت بوده است: یک سیکل برای واسرشتگی اولیه به مدت 10 دقیقه در دمای ºC 95 ، سپس 32 سیکل تکثیر شامل 30 ثانیه در دمای ºC 95، 30 ثانیه در دمای ºC 60 و 45 ثانیه در دمای ºC 72، و یک سیکل نهایی در دمای ºC 72 به مدت 10 دقیقه. سپس برای بررسی نتایج، الکتروفورز محصولات بدست آمده بر روی ژل آگارز 5/1% انجام شده و پس از رنگ آمیزی با اتیدیوم بروماید، با استفاده از دستگاه ژل داک و زیر نور ماورا بنفش مشاهده گردید.
توالی یابی محصولات PCR: برای اطمینان از اختصاصی بودن پرایمرها و نتایج بدست آمده، تعیین توالی محصولات PCR برای یک نمونه هتروزیگوت و یک نمونه هموزیگوت از گروه های کنترل و بیمار انجام شد (شرکت تکاپو زیست، ایران) و توالی های بدست آمده، مورد بررسی قرار گرفتند. در نتایج بدست آمده، توالی DNA به صورت پیک هایی با 4 رنگ متفاوت برای 4 نوکلئوتید نشان داده می شوند. تشخیص حالت هموزیگوت و یا هتروزیگوت، براساس وجود یک پیک و یا دو پیک همپوشان در جایگاه مورد نظر صورت می گیرد.
آنالیز آماری: تحلیل آماری نتایج بدست آمده با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد. در این مطالعه فراوانی هر یک از پلی مورفیسم ها و ژنوتیپ آنها محاسبه شد. چگونگی وقوع دو پلی مورفیسم در سه حالت نرمال ، هتروزیگوت و هموزیگوت در دو گروه بیمار و کنترل با استفاده از آزمون خی دو Chi Square (x2) مورد بررسی قرار گرفته و با سطح معنیداری مقایسه شد. نسبت شانس (OR) با ضریب اطمینان 95% به عنوان شاخص ارتباط پلی مورفیسم های ژن موردنظر با استعداد ابتلا به کم خونی فقر آهن تخمین زده شد. برای قبول یا رد این ارتباط ارزش P کمتر از 05/0 به عنوان اختلاف آماری معنادار در نظر گرفته شد ( 05/0 > P).
نتایج
الکتروفورز محصولات بدست آمده در روش Tetra-ARMS PCR برای پلی مورفیسم جایگاه TMPRSS6 (rs2111833) نشان داده است که افراد در سه دسته هتروزیگوت (GA)، هموزیگوت طبیعی (GG) و هموزیگوت جهش یافته (AA) قرار می گیرند (شکل 1). افراد هتروزیگوت دارای سه محصول می باشند شامل یک باند bp 684 ( با پرایمرهای FO و RO)، یک باند bp 421 ( با پرایمر های FI و RO) که نشاندهنده وجود آلل جهش یافته A می باشد و یک باند bp 301 ( با پرایمرهای FO و RI) که نشاندهنده وجود آلل طبیعی G می باشد. همچنین افراد هموزیگوت طبیعی (GG) دارای یک باند bp 684 ( با پرایمرهای FO و RO)، و یک باند bp 301 ( با پرایمرهای FO و RI) مربوط به آلل طبیعی G می باشند. در افراد هموزیگوت جهش یافته (AA) نیز علاوه بر وجود باند bp 684 ( با پرایمرهای FO و RO)، فقط یک باند bp 421 ( با پرایمر های FI و RO) مربوط به آلل جهش یافته A وجود دارد.
شکل 1- نتایج الکتروفورز محصول PCR در روش Tetra-ARMS PCR برای پلی مورفیسم جایگاه TMPRSS6 (rs2111833). چاهک 1 نمونه هتروزیگوت، چاهک 2 فرد هوزیگوت طبیعی، چاهک 3 فرد هموزیگوت جهش یافته و چاهک 5 نمونه کنترل منفی.
نتایج تعیین توالی محصولات PCR نشان داده است که فرد هتروزیگوت در جایگاه rs2111833 دارای دو پیک نوکلئوتیدی است که نشاندهنده وجود هر دو آلل A و G می باشد (شکل 2).
شکل 2- نتایج تعیین توالی پلی مورفیسم TMPRSS6 (rs2111833) در حالت هتروزیگوت (AG). رنگ سبز نشاندهنده نوکلئوتید A، رنگ آبی نوکلئوتید C، رنگ سیاه نوکلئوتید G و رنگ قرمز نوکلئوتید T است. در جایگاه مورد نظر دو پیک سبز (مربوط به نوکلئوتید A) و پیک سیاه (مربوط به نوکلئوتید G) مشاهده می شود.
در مورد پلی مورفیسم جایگاه TMPRSS6 (rs2235324) نیز الکتروفورز محصولات بدست آمده نشان داده است که همه افراد بیمار و نیز کنترل در این جایگاه دارای ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی (TT) می باشند. در افراد هموزیگوت طبیعی (TT) یک باند bp 376 ( با پرایمرهای FO و RO) و یک باند bp 248 ( با پرایمرهای FO و RI) مربوط به آلل طبیعی T مشاهده شد و محصول پرایمرهای FI و RO نیز مشاهده نشد (شکل 3).
شکل 3- نتایج الکتروفورز محصولات Tetra-ARMS PCR برای پلی مورفیسم TMPRSS6 (rs2235324). چاهک 1 و 2 نمونه فرد بیمار هموزیگوت طبیعی، چاهک 3 تا 5 نمونه فرد کنترل سالم با ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی، چاهک 7 کنترل منفی
در مورد جایگاه rs2235324 نیز تعیین توالی محصولات PCR نشان داده است که جایگاه موردنظر دارای یک پیک نوکلئوتیدی مربوط به نوکلئوتید T است که نشاندهنده ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی (TT) در جایگاه rs2235324 می باشد (شکل 4).
شکل 4- نتایج تعیین توالی پلی مورفیسم TMPRSS6 (rs2235324). رنگ سبز نشاندهنده نوکلئوتید A، رنگ آبی نوکلئوتید C، رنگ سیاه نوکلئوتید G و رنگ قرمز نوکلئوتید T است. در جایگاه مورد نظر یک پیک قرمز مربوط به نوکلئوتید T مشاهده می شود که نشاندهنده ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی TT است.
آنالیز آللی در رابطه با پلی مورفیسم جایگاه rs2111833، نشان دادده است که فراوانی آلل طبیعی G در جمعیت مورد مطالعه 95% بوده که 5/49% مربوط به گروه کنترل و 5/45% مربوط به گروه بیمار بوده است. نسبت شانس (Odds Ratio) داشتن آلل G در جمعیت مورد مطالعه برابر 791/9 با ضریب اطمینان 95% (از 217/1 تا 806/78) و خطر نسبی ( Relative Risk) بروز کم خونی فقر آهن در جمعیت بیمار 879/1 با ضریب اطمینان 95% (از 457/1 تا 423/2) و در جمعیت سالم 192/0 با ضریب اطمینان (از 30/0 تا 238/1) می باشد که نشان می دهد افراد سالم داری آلل G در معرض خطر کمتری برای ابتلا به کم خونی فقر آهن قرار دارند. براساس آزمون پیرسون کای دو، آلل G بطور معنی داری با عدم بروز کم خونی فقر آهن ارتباط دارد ( 009/0=p) (جدول 2).
فراوانی آلل جهش یافته A برای این پلی مورفیسم در جمعیت مورد مطالعه 40% بوده که 8% مربوط به گروه کنترل و 32% مربوط به گروه بیمار بوده است. نسبت شانس داشتن آلل A در جمعیت برابر با 107/0 با ضریب اطمینان 95% ( کمتر از آلل G) بوده و خطر نسبی بروز کم خونی فقر آهن در جمعیت بیمار 375/0 و در جمعیت سالم 50/3 با ضریب اطمینان 95% می باشد که نشان می دهد افراد سالم دارای آلل A ریسک بالاتری برای ابتلا به کم خونی فقر آهن دارند. همچنین نتایج نشان داده اند که رابطه معنی داری بین آلل A و بروز کم خونی فقر آهن وجود دارد (p≤0.001) (جدول 2).
جدول 2- فراوانی آللی در جایگاه TMPRSS6 (rs2111833) و ارتباط آن با خطر بروز بیماری در دو گروه بیمار و کنترل
|
آلل |
نمونه |
تعداد (درصد) |
خطر نسبی (Relative Risk) |
نسبت شانس آلل (Odd Ratio) |
p-Value |
|
G |
بیمار کنترل کل |
(5/45 %) 91 (5/49 %) 99 (95 %) 190 |
879/1 192/0 |
791/9 |
009/0 |
|
A |
بیمار کنترل کل |
(32 %) 64 (8 %) 16 (40 %) 80 |
375/0 5/3 |
107/0 |
000/0 |
نتایج آنالیز ژنوتیپی جایگاه rs2111833 نشان داده است فراوانی ژنوتیپ GG در جمعیت مورد مطالعه 60% بوده که 42% مربوط به گروه کنترل و 18% مربوط به گروه بیمار می باشد. براساس نتایج، رابطه معنی داری بین ژنوتیپ GG و عدم بروز کم خونی فقر آهن وجود دارد (p≤0.001). همچنین فراوانی ژنوتیپ هتروزیگوت GA در جمعیت 35% بوده که شامل 5/7% گروه کنترل و 5/27% گروه بیمار بوده است. نتایج بدست آمده نشان داده اند که ژنوتیپ GA بطور معنی داری با بروز کم خونی فقر آهن مرتبط است (p≤0.001). ژنوتیپ AA نیز دارای فراوانی 5% بوده که 5/.% مربوط به گروه کنترل و 5/4% گروه بیمار می باشد و براساس آنالیزهای آماری، ارتباط معنی داری بین ژنوتیپ AA و بیماری کم خونی فقر آهن وجود دارد ( 009/0=p) (جدول 3).
جدول 3- فراوانی پلی مورفیسم TMPRSS6 (rs2111833) و رابطه آن با خطر بروز بیماری در دو گروه بیمار و کنترل
|
TMPRSS6 (rs2111833) |
|||||
|
ژنوتیپ ها |
|
بیمار |
کنترل |
کل |
P-Value |
|
ژنوتیپ GG |
تعداد (درصد) |
(18 %) 36 |
(42 %) 84 |
(60 %) 120 |
000/0 |
|
ژنوتیپ GA |
تعداد (درصد) |
(5/27 %) 55 |
(5/7 %) 15 |
(35 %) 70 |
000/0 |
|
ژنوتیپ AA |
تعداد (درصد) |
(5/4 %) 9 |
(5/0 %) 1 |
(5 %) 10 |
009/0 |
|
کل |
تعداد (درصد) |
(100 %) 100 |
(100 %) 100 |
(100 %) 200 |
|
در مورد جایگاه rs2235324 نیز با توجه به اینکه در هر دو گروه بیمار و کنترل فقط آلل T مشاهده شده است و همه افراد مورد مطالعه دارای ژنوتیپ AA بوده اند، آنالیزهای آماری و تعیین سطح معنی داری قابل انجام نبوده است. بررسی آماری افراد مورد مطالعه از نظر جنسیت نشان داده است، گروه کنترل شامل 56 زن و 44 مرد بوده که بترتیب 56% و 44% افراد گروه را تشکیل داده اند. گروه بیمار نیز شامل (47%) 47 زن و(53%) 53 مرد بوده است. براساس نتایج رابطه معنی داری بین جنسیت افراد و بروز بیماری وجود ندارد. ( 203/0=p).
بحث
کمبود آهن وضعیتی است که در آن میزان آهن جریان خون بسیار کم می شود و اگر بمدت طولانی ادامه یابد می تواند کم خونی فقر آهن را ایجاد نماید که یکی از مشکلات رایج بهداشت جهانی در همه جوامع است (26). کمبود آهن به عنوان مهمترین عامل کم خونی در سراسر جهان شناخته می شود و کم خونی ناشی از آن اثر قابل توجهی در زندگی افراد مبتلا دارد. کم خونی فقر آهن مزمن و غالبا بدون علامت است و بنابراین ممکن است اغلب تشخیص داده نشود. ضعف، خستگی، دشواری در تمرکز و بهره وری ضعیف از علائم غیراختصاصی است که به دلیل کاهش اکسیژن رسانی به بافتهای بدن و کاهش فعالیت آنزیمهای حاوی آهن رخ می دهد. همچنین کمبود آهن باعث کاهش عملکرد شناختی و تاخیر در رشد ذهنی و حرکتی کودکان می شود (11 و 26). کمبود آهن بطور معمول ناشی از رژیم غذایی ناکافی، از دست دادن خون بدلیل کرم های روده ای، برخی عادات غذایی مانند رژیم گیاهخواری و عدم مصرف گوشت و شرایط پاتولوژیک (از دست دادن خون مزمن و یا سوء جذب) می باشد (17).
آهن برای عملکردهای بیولوژیکی از جمله تنفس، تولید انرژی، سنتز DNA و تکثیر سلولی بسیار مهم است. بدن انسان برای ذخیره آهن از چندین طریق تکامل یافته است ازجمله می توان به بازیافت آهن پس از تجزیه گلبول قرمز و نگه داشتن آهن درصورت عدم وجود مکانیسم دفع آن اشاره کرد. اما از آنجا که مقادیر بیش از حد آهن می تواند سمی باشد جذب آن بصورت 1 تا 2 میلی گرم در روز محدود می شود و بیشتر آهن مورد نیاز روزانه (25 میلی گرم در روز) از طریق بازیافت توسط ماکروفاژها که فاگوسیتوز گلبولهای قرمز پیر را انجام می دهند، تامین می شود. دو مکانیسم آخر توسط هورمون هپسیدین کنترل می شود که آهن بدن را در محدوده طبیعی حفظ می کند و از کمبود آهن و مقدار اضافی آن جلوگیری می کند (11 و 14). تحقیقات نشان داده اند که ژن TMPRSS6 برای هموستاز نرمال آهن سیستمیک در انسان ضروری است. جهش در این ژن که موجب اختلال در سنتز ماتریپتاز-2 می شود از مهمترین علل ژنتیکی این بیماری است. ماتریپتاز-2 در حالت طبیعی باعث کاهش بیان ژن هپسیدین شده و در نتیجه جذب آهن خوراکی انجام می شود. لذا وقوع جهش و عدم عملکرد محصول این ژن می تواند باعث عدم جذب آهن گوارشی و کمبود آهن گردد. با توجه به اهمیت این بیماری بویژه در دوران کودکی، تشخیص و درمان سریع آن ضروری است (31).
مطالعات همبستگی نشان داده اند که افرادی که در جایگاه های دارای پلی مورفیسم، یک سری آلل های خاص دارند، دارای ریسک بالاتری برای ابتلا به یک فنوتیپ هستند (15 و 22 و 23 و 36). یافتن این پلی مورفیسم ها و تعیین سطح خطر افراد دارای آن، موضوع بسیار مهمی است که باید بیشتر به آن پرداخته شود و امروزه نیز تحقیقات زیادی در زمینه ارتباط بین پلی مورفیسم های ژنی با خطر بروز بیماری های مختلف در حال انجام است (1 و 2). تکنیکهای مولکولی متفاوتی برای بررسی پلیمورفیسمها مورد استفاده قرار میگیرد. تکنیک Tetra-ARMS PCR یک روش مبتنی بر PCR برای تشخیص وجود پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی (SNP) در ژنوم میباشد که مزایایی از قبیل تکرار پذیری بالا، هزینه پایین، عدم نیاز به تکنولوژی بالا و آنالیز آسان نتایج دارد. این تکنیک نیازی به تعیین توالی نداشته و تنها با استفاده از الکتروفورز محصولات، انواع ژنوتیپ افراد قابل تشخیص است (23 و 30).
در این مطالعه پلی مورفیسم های rs2111833 و rs2235324 در ژن TMPRSS6 و ارتباط آن با کم خونی فقر آهن با استفاده از تکنیک Tetra-ARMS PCR در جمعیت ایرانی مورد بررسی قرارگرفته است. براساس نتایج این مطالعه، در جایگاه rs2111833 وجود آلل طبیعی G و آلل جهش یافته A و نیز ژنوتیپ های هموزیگوت طبیعی(GG)، هتروزیگوت (GA) و هموزیگوت جهش یافته شناسایی شده است. در جایگاه rs2235324 نیز فقط آلل طبیعی T و ژنوتیپ هموزیگوت طبیعی (TT) مشاهده شد. Batar و همکاران نیز در سال 2018 در رابطه با جایگاه rs2111833 وجود ژنوتیپ های هموزیگوت طبیعی، هتروزیگوت و هموزیگوت جهش یافته را شناسایی نمودند (8). همچنین Piao و همکاران با مطالعه روی زنان باردار چینی نشان دادند که ژنوتیپ های GG، GA و AA در این جایگاه وجود دارد و نیز پلی مورفیسم این جایگاه با کاهش سطح فریتین سرم و بروز کم خونی فقر آهن مرتبط است (35).
نتایج مطالعه حاضر نشان داده است که وجود آلل A در جایگاه rs2111833 ارتباط معنی داری با بروز کم خونی فقر آهن دارد. در این رابطه، مطالعه انجام شده توسط Batar و همکاران در جمعیتی از کشور ترکیه نشان داده است که پلی مورفیسم این جایگاه و وجود واریانت های مختلف آن رابطه معنی داری با بیماری کم خونی فقر آهن ندارد (8). در حالیکه نتایج مطالعه piao و همکاران هم راستا با نتایج مطالعه حاضر بوده و نشان داده است که پلی مورفیسم rs2111833 با بروز کم خونی مرتبط است (35). تفاوت در نتایج گزارش شده احتمالا به دلیل تنوع ژنتیکی در جمعیت های مختلف می باشد. بطوریکه Gichohi-Wainaina و همکاران بر اساس مشاهدات مربوط به شیوع بالاتر آنمی در جمعیتهای آسیایی و آفریقایی و یا میزان کمتر غلظت هموگلوبین در جمعیت آمریکایی های آفریقایی تبار در مقایسه با قفقازی ها، در یک مطالعه مروری نشان دادند که تفاوتهای بین نژادی در واریانت های TMPRSS6 از جمله جایگاه rs2111833 با شاخص های وضعیت آهن و کم خونی مرتبط است بطوریکه در جایگاه rs2111833 کمترین میزان فراوانی آلل Tبه عنوان آلل حداقلی در جمعیت آمریکای لاتین کمتر بوده و برابر 2/0 (20%) است ولی فراوانی آن در جمعیتهای قفقازی، آسیایی و آمریکایی های آفریقایی تبار بالاتر بوده و بویژه در جمعیت قفقازی 47/0(47%) است (19).
همچنین McLaren و همکاران با بررسی SNP های این ژن در جمعیت های مختلف مشاهده نمودند پلی مورفیسم این جایگاه در جمعیت آسیایی بشدت با سطوح سرمی آهن و ظرفیت اتصال به آهن ترانسفرین مرتبط است (29). همچنین مطالعه ای که در جمعیت دختران 25-18 ساله عربستان سعودی انجام شده، نشان داده است که پلی مورفیسم rs2111833 با پارامترهای خونی، میزان آهن و نیز کم خونی فقر آهن ارتباط معنی داری ندارد (4). برخی مطالعات نیز نشان داده اند که پلی مورفیسم این جایگاه با خطر بروز سرطان پستان مرتبط است (21).
در مورد جایگاه rs2235324 نیز Lee و همکاران با مطالعه بر روی زنان غیرباردار مبتلا به کم خونی نشان دادند که پلی مورفیسم این جایگاه ارتباط معنی داری با فاکتورهای خونی (میزان هموگلوبین، سطح ترانسفرین اشباع و میزان MCV) و بیماری کم خونی فقر آهن ندارد (27). Sato و همکاران نیز وجود این پلی مورفیسم و ارتباط آن را با کم خونی در زنان ژاپنی مبتلا به کم خونی فقر آهن مقاوم به درمان گزارش نمودند (38). مطالعه انجام شده توسط Tanaka و همکاران نشان داد که پلی مورفیسم این جایگاه با کاهش سطح آهن سرمی مرتبط است (39). همچنین Beutler و همکاران نیز با تعیین توالی ژن TMPRSS6 برای بررسی پلی مورفیسم های آن در جمعیت افراد اروپایی، نشان دادند که پلی مورفیسم جایگاه rs2235324 با کم خونی فقر آهن مرتبط است (9). Jallow و همکاران نیز ضمن مطالعه روی پلی مورفیسم های شایع ژن TMPRSS6، نشان دادند که پلی مورفیسم rs2235324 با پارامترهای وضعیت آهن در جمعیت افراد سالم گامبیا رابطه معنی داری ندارد (24). از سوی دیگر ارتباط بین پلی مورفیسم جایگاه rs2235324 با سرطان پستان و کاهش بقای بیماران توسط محققین نشان داده شده است (40).
در ایران تنها یک مطالعه بر روی پلی مورفیسم جایگاه های rs4820268 و rs855791 ژن TMPRSS6 در جمعیت استان کردستان انجام شد. نتایج این مطالعه که با استفاده از روش RFLP انجام گردید، نشان داده است که وجود ژنوتیپ GG در جایگاه rs4820268 و ژنوتیپ TT در جایگاه rs855791 ارتباط معنی داری با کم خونی فقر آهن دارد (7 و 28). لازم به ذکر است که پلی مورفیسم جایگاه های rs4820268 و rs855791 به عنوان شایع ترین پلی مورفیسم های TMPRSS6 می باشند که ارتباط معنی داری با کم خونی فقر آهن دارند (6 و 24 و 31 و 34).
نتیجه گیری
در این مطالعه برای اولین بار پلی مورفیسم جایگاه های rs2111833 و rs2235324 ژن TMPRSS6 در جمعیت ایرانی افراد مبتلا به کم خونی فقر آهن مورد بررسی قرار گرفت و نتایج بدست آمده نشان داده است که پلی مورفیسم جایگاه rs2111833 ارتباط معنی داری با ابتلا به کم خونی فقر آهن دارد، درحالیکه در جایگاه rs2235324 تنوع آللی در جمعیت مورد مطالعه مشاهده نشده است.
تشکر و قدردانی
نویسندگان این مقاله از معاونت پژوهشی دانشگاه پیام نور، کارکنان بیمارستان شهید رجایی و آزمایشگاه تابان تشکر و قدردانی می نمایند.
تضاد منافع
| Article View | 1,159 |
| PDF Download | 963 |