بررسی پلی‌ مورفیسم ژن های کاتالاز (rs7943316) و ژن گلوتاتیون پراکسیداز-1 (rs1050450) در بیماران مبتلا کراتوکونوس(قوز قرنیه) و مقایسه آن با افراد سالم

Evaluation of polymorphisms of CAT (rs7943316) and GPX-1 (rs1050450) genes in patients with keratoconus and compare with healthy individual


چاپ صفحه 		پژوهان
صفحه نخست سامانه		 مجری و همکاران
مجری و همکاران		 اطلاعات تفضیلی
اطلاعات تفضیلی		 دانلود
دانلود 		علوم پزشکی زاهدان
علوم پزشکی زاهدان

مجریان: رامین سراوانی

کلمات کلیدی:

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 6878
عنوان فارسی طرح بررسی پلی‌ مورفیسم ژن های کاتالاز (rs7943316) و ژن گلوتاتیون پراکسیداز-1 (rs1050450) در بیماران مبتلا کراتوکونوس(قوز قرنیه) و مقایسه آن با افراد سالم
عنوان لاتین طرح Evaluation of polymorphisms of CAT (rs7943316) and GPX-1 (rs1050450) genes in patients with keratoconus and compare with healthy individual
نوع طرح توسعه ای
محل اجرای طرح مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی
رسته مطالعاتی بنیادی- کاربردی
دانشکده/مرکز مرکز تحقیقات سلولی ومولکولی
زمان اجرا -روز 365

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
رامین سراوانیمجرینظارت بر اجرای طرحدکترای تخصصی saravaniramin@yahoo.com
داود یاریهمکارهمکاری در اجرای طرحکارشناسی ارشدDavidyari.85@gmail.com
سمیرا سراوانیهمکارهمکاری در اجرای طرح samirasar2002@yahoo.com
مجید سهیلیهمکارانجام مراحل بالینی soheili20@yahoo.com

اطلاعات تفضیلی
hide/show

عنوان متن
خلاصه طرح به فارسی بررسی پلی‌ مورفیسم ژن های کاتالاز (rs7943316) و ژن گلوتاتیون پراکسیداز-1 (rs1050450) در بیماران مبتلا کراتوکونوس(قوز قرنیه) و مقایسه آن با افراد سالم
خلاصه طرح به لاتینEvaluation of polymorphisms of CAT (rs7943316) and GPX-1 (rs1050450) genes in patients with keratoconus and compare with healthy individual
بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهشکراتوکونوس(KC) یک عارضه غیرالتهابی و دوطرفه(bilateral) قرنیه است که برای اولین بار در سال 1854 با جزئیات به عنوان یک بیماری توصیف شدکه همراه با پیشروندگی در گشادشدگی و برآمدگی قرنیه ایجاد می گردد(1-3).

کراتوکونوس یک بیماری به نسبت شایع است، با فراوانی حدود 50 در 100000 که درواقع در این بیماری قسمت مرکزی یا پارا سنترال (paracentral) قرنیه بطور پیشرونده نازک شده و به دنبال آن، قرنیه دچاربرآمدگی (balging) می شود بطوری که قرنیه شکل مخروط (cone) به خود می گیرد.به علت برآمدگی قرنیه فرد دچار نزدیک بینی و آستیگماتیسم نا منظم می شود (4),(5).

کراتوکونوس معمولا در طی دهه دوم زندگی و در سن بلوغ آغاز می شود و در طی دهه چهارم زندگی به صورت تثبیت شده در می آید. کراتوکونوس در هر دو جنس مذکر و مونث ایجاد می شود گرچه به وضوح مشخص نشده که در کدام جنس از شیوع بیشتری برخوردار است . در طی مطالعات مختلف هم تفاوت و هم عدم تفاوت میزان شیوع مختلف وابسته به جنسیت اثبات شده است(4-6).

نشانه های ظاهری بیماری وابسته به میزان شدت بیماری است و عموما برای فرد بیمار قابل تشخیص نیست. نشانه های نخست بیماری با کاهش دید همراه است. در حالات خفیف بیماری که قسمت اعظم بیماران را شامل می شود، دید فرد بیمار را می توان با عینک اصلاح کرد. در مواردی که نتوان از عینک استفاده کرد مانند آستیگماتیسم نا منظم،می توان از لنزهای تماسی سخت استفاده نمود(7).



کراتوکونوس را به عنوان یک بیماری چند علتی(multifactorial) می شناسند که در بروز آن هر دو فاکتورهای محیطی و ژنتیکی رادخیل می دانند(8).









علی رغم مطالعات گسترده ای که در طی دهه های اخیر انجام گرفته، علت و مکانیسم بیماری به طور کامل مشخص نشده است .نظریه های مختلف مکانیسم های بیو شیمیایی و ژنتیکی را ارایه کرده اند،اما بر اساس مطالعات حاصل از تکنیک توپوگرافی قرنیه حداقل در 6 تا 8 درصد از موارد مشاهده شده رابطه فامیلی و ژنتیکی مشخص شده است(9).

برای اثبات ریشه ژنتیکی این بیماری بررسی بر روی دوقلوهای همسان که به این بیماری مبتلا بودند نشان داد که سطح پیشرفت مشابهی دارند که خود تاکید کننده ریشه ژنتیکی این بیماری است(10, 11).

علاوه بر این مطالعات حاصل از آنالیز ژنتیکی، نیز نقش ژنتیک را در این بیماری اثبات کرده است . بر اساس این مطالعات، محققین مختلف به ارتباط پلی مورفیسم در ژن های خاص و ابتلا به این بیماری اشاره کرده اند، که از این میان می توان به مطالعه Heon و همکاران در سال 2002 اشاره کرد که ارتباط این بیماری با 4 پلی مورفیسم در ژن (R166W,L159M ,D144E,H244R) VSX1 را مورد بررسی قرار دادند (12).



چشم عضوی است که دائما درمعرض نور قرار دارد که این مسئله باعث تشدید فعالیت های متابولیک و افزایش فشار اکسیژن ناحیه ای درآن شده و حساسیت این عضو را برای آسیب های اکسیداتیو افزایش می دهد؛ همچنین حضور آنتی اکسیدان ها نیز در قرنیه چشم مشهود است ، تغییر در تعادل این آنتی اکسیدان ها می تواند سبب بیماری های مربوط به قرنیه از جمله کراتوکونوس گردد(13).

وجود محصولات حاصل از پراکسیدا سیون لیپیدها ، نیتریت اکسید و پراکسید هیدروژن در قرنیه کراتوکونوسی مشاهده شده است(13) که این محصولات ROS را ایجاد کرده که آسیب های اکسیداتیو در سطح سلول را ایجاد می کنند و موجب مستعد کردن قرنیه چشم به بیماری کراتوکونوس می شوند(14).

در قرنیه چشم فرد مبتلا به کراتوکونوس درجات بالایی از استرس اکسیداتیو وجود دارد که این مسئله ضرورت دفاع آنتی اکسیدانی را ایجاب می کند تا بتواند آثار مخرب ROS را کاهش دهد(15).

بنابراین می توان نتیجه گرفت که افزایش سطح استرس اکسیداتیو و کاهش ظرفیت آنتی اکسیدانی و دفاع اکسیدانی در قرنیه کراتوکونوسی اتفاق می افتد(16).





بروز و پیشرفت شمار زیادی از بیماری ها با نقص در سیستم های آنتی اکسیدانی در ارتباط است؛ ارتباط بین

پلی مورفیسم (SNP) در بعضی آنزیم های آنتی اکسیدانی مشخص و احتمال بیماری ناشی از افزایش استرس اکسیداتیو در مطالعات مختلف مشخص شده است. دو آنزیم به همراه SNP های مذکور از جمله مهمترین موارد تحقیقاتی بوده اند(17).

از آنجا که افزایش سطح پراکسید هیدروژن می توا ند تاثیرات مخربی روی خواص سلول،DNA میتوکندری، کاهش در ATP داخل سلولی،آپوپتوز و مرگ سلول داشته باشد؛ همچنین مقدار پراکسید هیدروژن در قرنیه کراتوکونوسی دچار تغییر می شود (18) علاوه بر این چون آنزیم کاتالاز نقش اصلی در تجزیه پراکسید هیدروژن دارد و این مسئله به اثبات رسیده است که میزان بیان و فعالیت آنزیم کاتالاز در بیماری کراتوکونوس افزایش می یابد(14) لذا اهمیت پژوهش در این زمینه امری ضروریست.



کاتالاز(Catalase)

ژن کاتالاز روی کروموزوم 11 منطقه‌ی 11p13 قرار گرفته است، پلی مورفیسم (-21 A/T rs7943316) یکی از تغییرات تک نوکلئوتیدی در ژن کاتالاز است. این آلل درون ناحیه‌ی پروموتر نزدیک به مکان شروع قرار دارد(19).

آنزیم کاتالاز یک تنظیم کننده‌ی اصلی متابولیسم پراکسید هیدروژن است؛کمبود CAT ممکن است سبب غلظت بالای پراکسید هیدروژن شود و خطر پیشرفت بیماری را برای بیماری هایی که فشار اکسیداتیو در آن ها عامل کمک کننده است را افزایش ‌دهدCAT . در ارگانل پراکسی زوم قرار دارد و تجزیه‌ی پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن کاتالیز می‌کند و یک آنزیم مهم در حفاظت سلول از صدمات اکسیداتیو حاصل از ROS است(20).











گلوتاتیون پراکسیداز-1(GPX-1)

ژن GPX-1 که روی کروموزوم 3 منطقه‌ی 3P21.3 قرار دارد.

پلی مورفیسم rs1050450) (198C/T یکی از تغییرات تک نوکلئوتیدی در ژن GPX-1 است. آلل مربوطه درون اگزون 2 این ژن قرار دارد .

GPX-1 یک سلنو پروتئین محلول است که بیوسنتز آن وابسته به وجود سلنیوم است. تاکنون 8 ایزوفرم مختلف از GPX در انسان شناسایی شده است. گلوتاتیون پراکسیداز در محافظت در برابر فشارهای اکسیداتیو شرکت می‌کند و از گلوتاتیون به عنوان سوبسترا استفاده می‌کند. همه‌ی GPX ها پراکسید هیدروژن و هیدروپراکسیدازهای آلکیل را در حضورگلوتاتیون احیا می‌کنند. GPX-1, GPX-2, GPX-3 همو تترامر هستند در حالی که GPX-4 یک مونومر می‌باشد. GPX میتوکندری و سیتوزولی فقط هیدروپراکسیدهای محلول را احیا می‌کند. GPX-1 فراوان- ترین نوع است که در سیتوپلاسم بافت‌های همه‌ی پستانداران یافت می‌شود.GPX-1 از آسیب اکسیداتیو ناشی از پراکسید سیتوتوکسیک، پراکسیداسیون لیپید و تخریب پروتئین جلوگیری می‌کند(21).



ژانگ و همکارانش در سال 2011 در جمعیت چین، پلی مورفیسم ژن های CATوGPX را در بیماران مبتلا به کاتاراکت مورد بررسی قرار دادند(22).



طی پژوهشی در برزیل در سال 2006 سانتوز و همکارانش پلی موفیسم ژن کاتالاز در عوارض چشمی (رتینو پاتی) ناشی از دیابت تیپ 2 را مورد مطالعه قرار دادند(23).



ژائو و همکارانش در سال 2012 در چین پلی مورفیسم ژن های CAT و GPX-1 را در بیماران گیلوما(تومور سیستم اعصاب مرکزی) مورد مطالعه قرار دادند(24).



به دلیل ضرورت مطرح شده در وجود این دو آنزیم آنتی اکسیدانی در چشم و اینکه پژوهش های بسیارکمی برروی پلی مورفیسم ژن های مذکور روی بیماری های چشمی صورت گرفته بنابراین انجام این پژوهش می تواند در این زمینه راهگشای مطالعات بعدی گردد.

سوالات و / یا فرضیات پژوهشتوزیع فراوانی پلی مورفیسم ژن CAT (rs7943316) در افراد مبتلا به کراتوکونوس و افراد سالم متفاوت است.
توزیع فراوانی پلی مورفیسم ژن GPX-1 (rs1050450) در افراد مبتلا به کراتوکونوس و افراد سالم متفاوت است.
هدف کلی طرحمقایسه پلی‌ مورفیسم ژن های کاتالاز (rs7943316)و ژن گلوتاتیون پراکسیداز-1 ((rs1050450 در بیماران مبتلا کراتوکونوس(قوز قرنیه) و مقایسه آن با افراد سالم
اهداف اختصاصیمقایسه توزیع فراوانی پلی مورفیسم ژن CAT (rs7943316) در افراد مبتلا به کراتوکونوس و افراد سالم
مقایسه توزیع فراوانی پلی مورفیسم ژن GPX-1 (rs1050450) در افراد مبتلا به کراتوکونوس و افراد سالم
سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرحدانشگاه علوم پزشکی زاهدان- گروه بیوشیمی- مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی
تعریف واژه های تخصصیکراتوکونوس(قوز قرنیه)که در اثر تخریب و نازک شدن در قرنیه برآمدگی ایجاد می شود و شخص دچار کاهش بینایی می گردد.
پلی‌مورفیسم: اختلاف توالی بازهای DNA در افراد یا گروه های مختلف
پلی‌مورفیسم تک نوکلئوتیدی (single nucleotide polymorphism: SNP): اختلاف فقط یک باز در DNA. ساده ترین و شایع ترین نوع پلی‌مورفیسم می باشد.
نوع مطالعهموردی – شاهدی
جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند)بیماران مبتلا به کراتوکونوس مراجعه کننده به مرکز چشم پزشکی الزهرا(س) زاهدان وافراد سالم که مبتلا به کراتوکونوس نبوده و بیماری سیستمیک شناخته شده ای ندارند (گروه کنترل توسط چشم پزشک معاینه می شوند و از نظر بینایی و بیماری های چشمی اگر مشکلی نداشته باشند و هیچ نسبت فامیلی با افراد کراتوکونوسی مراجعه کننده به مرکز چشم پزشکی الزهرا (س) زاهدان نداشته باشندانتخاب می شوند.
حجم نمونه و روش محاسبه آنبرای بررسی پلی مورفیسم از افراد مبتلا به کراتوکونوس 140 نفر بیمار و 150 نفر شاهد بدون ارتباط فامیلی نمونه خون تهیه می گردد
روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود)به صورت سر شماری و آسان در دسترس
روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود)مشاهده و بررسی های آزمایشگاهی

پرسشنامه تنظیم می شود برای اطلاعات دموگرافیک است.
روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود)افراد مورد مطالعه در بین افرادی که کراتوکونوس درآنها تایید شده است ؛ انتخاب می شوند . لیست این افراد از دفترمدارک پزشکی بیمارستان الزهرا(س) گرفته می شود .دراین دفتر مشخصات، شماره تلفن و آدرس بیماران کراتوکونوس ثبت شده است . بعداز تعیین افراد مورد مطالعه طی لیستی که از منابع فوق تهیه گردیده،با آنها تماس گرفته می شود، بیماران مراجعه ودر صورت رضایت برای شرکت در طرح از آنها نمونه خون گرفته می شود(2 cc) و نمونه های اخذ شده به آزمایشگاه منتقل می شود برای گروه کنترل ازنمونه خون افراد سالم بدون سابقه فامیلی ابتلا به کراتوکونوس استفاده می شود.
از افراد مبتلا و سالم خونگیری به عمل آمده،DNA با استفاده از روش Salting out و به صورت دستی DNA استخراج می شود، سپس پلی مورفیسم های اختصاصی آن در شرایط PCR بهینه می‌شود (به روش PCR-RFLP ) و پلی مورفیسم های موردنظر مورد ارزیابی قرار می‌گیرند و محصول را بلافاصله روی ژل می‌بریم. بعد از انجام الکتروفورز آن را با استفاده از دستگاه ژل داکت بررسی می‌کنیم.
روش تجزیه، تحليل و توصیف داده‌ها (نمونه‌اي از جدول توخالي ضميمه شود و روش هاي آماري مورد استفاده به طور كامل توضيح داده شود)(کیفی و کمی)پس از گردآوری اطلاعات لازم، یافته ها در نرم افزار آماری SPSS وارد گشته و داده ها با استفاده از آزمون-های آماری χ2 مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهند گرفت
ملاحظات اخلاقی با رضایت کامل از بیماران نمونه گیری شده و تعهد می شود نام ومشخصات بیماران در هیچ گزارشی قید نشود. انجام آزمایشات هیچ گونه هزینه ای برای بیمار نخواهد داشت (باتوجه به کد های اخلاقی شماره های (20،17،2،1).
محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنها- عدم همکاری بیمار
- مشکل تهیه مواد وامکان طولانی شدن زمان دریافت آنها
کلمات کلیدیکراتوکونوس،پلی مورفیسم،استرس اکسیداسیون

Keratoconus,polymorphism,oxidation stress
فهرست منابع و مراجع
1.Nottingham. J Practical observations on conical cornea. 1984:p. 1–19.

2.Zadnik K, Barr JT, Gordon MO, Edrington TB. Biomicroscopic signs and disease severity in keratoconus. Collaborative Longitudinal Evaluation of Keratoconus (CLEK) Study Group. Cornea. 1996 Mar;15(2):139-46. PubMed PMID: 8925661.

3.Stabuc-Silih M, Strazisar M, Ravnik-Glavac M, Hawlina M, Glavac D. Genetics and clinical characteristics of keratoconus. Acta dermatovenerologica Alpina, Panonica, et Adriatica. 2010;19(2):3-10. PubMed PMID: 20664914.

4.Kennedy RH, Bourne WM, Dyer JA. A 48-year clinical and epidemiologic study of keratoconus. American journal of ophthalmology. 1986 Mar 15;101(3):267-73. PubMed PMID: 3513592.

5.Bykhovskaya Y, Li X, Epifantseva I, Haritunians T, Siscovick D, Aldave A, et al. Variation in the lysyl oxidase (LOX) gene is associated with keratoconus in family-based and case-control studies. Investigative ophthalmology & visual science. 2012;53(7):4152-7. PubMed PMID: 22661479.

6.CW B. The Ophthalmic Assistant: A Text for Allied and Associated Ophthalmic Personnel. Optometry & Vision Science. 2007;84(3):162.

7.Li X, Rabinowitz YS, Rasheed K, Yang H. Longitudinal study of the normal eyes in unilateral keratoconus patients. Ophthalmology. 2004 Mar;111(3):440-6. PubMed PMID: 15019316.

8.Nowak DM, Gajecka M. The genetics of keratoconus. Middle East African journal of ophthalmology. 2011 Jan;18(1):2-6. PubMed PMID: 21572727. Pubmed Central PMCID: 3085147.

9.Hammerstein W. [Genetics of conical cornea (author's transl)]. Albrecht von Graefes Archiv fur klinische und experimentelle Ophthalmologie Albrecht von Graefe's archive for clinical and experimental ophthalmology. 1974;190(4):293-308. PubMed PMID: 4547927. Zur Genetik des Keratoconus.

10.Parker J, Ko WW, Pavlopoulos G, Wolfe PJ, Rabinowitz YS, Feldman ST. Videokeratography of keratoconus in monozygotic twins. Journal of refractive surgery. 1996 Jan-Feb;12(1):180-3. PubMed PMID: 8963810.

11.Weed KH, MacEwen CJ, McGhee CN. The variable expression of keratoconus within monozygotic twins: dundee University Scottish Keratoconus Study (DUSKS). Contact lens & anterior eye : the journal of the British Contact Lens Association. 2006 Jul;29(3):123-6. PubMed PMID: 16677846.

12.Heon E, Greenberg A, Kopp KK, Rootman D, Vincent AL, Billingsley G, et al. VSX1: a gene for posterior polymorphous dystrophy and keratoconus. Human molecular genetics. 2002 May 1;11(9):1029-36. PubMed PMID: 11978762.

13.Shoham A, Hadziahmetovic M, Dunaief JL, Mydlarski MB, Schipper HM. Oxidative stress in diseases of the human cornea. Free radical biology & medicine. 2008 Oct 15;45(8):1047-55. PubMed PMID: 18718524.

14.Kenney MC, Chwa M, Atilano SR, Tran A, Carballo M, Saghizadeh M, et al. Increased levels of catalase and cathepsin V/L2 but decreased TIMP-1 in keratoconus corneas: evidence that oxidative stress plays a role in this disorder. Investigative ophthalmology & visual science. 2005 Mar;46(3):823-32. PubMed PMID: 15728537.

15.Atilano SR, Chwa M, Kim DW, Jordan N, Udar N, Coskun P, et al. Hydrogen peroxide causes mitochondrial DNA damage in corneal epithelial cells. Cornea. 2009;28(4):426-33.

16.Arnal E, Peris-Martinez C, Menezo JL, Johnsen-Soriano S, Romero FJ. Oxidative stress in keratoconus? Investigative ophthalmology & visual science. 2011;52(12):8592-7. PubMed PMID: 21969298.

17.Crawford A, Fassett RG, Geraghty DP, Kunde DA, Ball MJ, Robertson IK, et al. Relationships between single nucleotide polymorphisms of antioxidant enzymes and disease. Gene. 2012;501(2):89-103.

18.Chwa M, Atilano SR, Reddy V, Jordan N, Kim DW, Kenney MC. Increased stress-induced generation of reactive oxygen species and apoptosis in human keratoconus fibroblasts. Investigative ophthalmology & visual science. 2006 May;47(5):1902-10. PubMed PMID: 16638997.

19.Flekac M, Skrha J, Hilgertova J, Lacinova Z, Jarolimkova M. Gene polymorphisms of superoxide dismutases and catalase in diabetes mellitus. BMC medical genetics. 2008;9:30. PubMed PMID: 18423055. Pubmed Central PMCID: 2386118.

20.Vitai M, Fatrai S, Rass P, Csordas M, Tarnai I. Simple PCR heteroduplex, SSCP mutation screening methods for the detection of novel catalase mutations in Hungarian patients with type 2 diabetes mellitus. Clinical chemistry and laboratory medicine : CCLM / FESCC. 2005;43(12):1346-50. PubMed PMID: 16309371.

21.Jurkovič S, Osredkar J, Marc J. Molecular impact of glutathione peroxidases in antioxidant processes. Biochemia Medica. 2008;18(2).

22.Zhang Y, Zhang L, Sun D, Li Z, Wang L, Liu P. Genetic polymorphisms of superoxide dismutases, catalase, and glutathione peroxidase in age-related cataract. Molecular vision. 2011;17:2325-32. PubMed PMID: 21921984. Pubmed Central PMCID: 3171498.

23.dos Santos KG, Canani LH, Gross JL, Tschiedel B, Souto KE, Roisenberg I. The catalase -262C/T promoter polymorphism and diabetic complications in Caucasians with type 2 diabetes. Disease markers. 2006;22(5-6):355-9. PubMed PMID: 17264407. Pubmed Central PMCID: 3851635.

24.Zhao P, Zhao L, Zou P, Lu A, Liu N, Yan W, et al. Genetic oxidative stress variants and glioma risk in a Chinese population: a hospital-based case-control study. BMC cancer. 2012;12:617. PubMed PMID: 23259684. Pubmed Central PMCID: 3546059.

پیوست ها
hide/show

نام فایل تاریخ درج فایل اندازه فایل دانلود
keratoconus,CAT,GPX-1 - Corrected-1.docx1393/12/12123602دانلود
keratoconus,CAT,GPX-1- emza malek ,hamkaran.doc1393/12/16444416دانلود
111.jpg1393/12/16144270دانلود
444.jpg1393/12/16197810دانلود
keratoconus,CAT,GPX-1.docx1393/12/16142263دانلود