مشخصات پژوهش

عنوان	نقش ژن‌های درگیر در پویایی میتوکندری و RNA غیرکدکننده مرتبط با آن‌ها در مدل سلولی بیماری پارکینسون
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	پارکینسون، میتوکندری، روتنون، SH-SY5Y، Drp1، mfn1، miR-140-3p
چکیده	بیماری پارکینسون یکی از شایع‌ترین بیماری‌های عصبی در جهان است که حدود دو درصد افراد بالای 60 سال به آن مبتلا هستند. کمبود ترشح دوپامین از سلول‌های عصبی دوپامینرژیک در جسم سیاه یکی از اصلی‌ترین دلایل ابتلا به این بیماری است. این بیماری با افزایش توده‌های فیبری مانند از جنس آلفا-سینوکلئین تحت عنوان اجسام لویی به وجود می‌آید که این توده‌ها فرآیندهای درون سلولی از جمله تنفس سلولی، تخریب لیزوزومی، تبادل مواد، پیام‌رسانی و سوخت‌وساز را تحت تاثیر قرار داده، عملکرد طبیعی سلول‌های عصبی را مختل نموده و آن‌ها را به سمت آپوپتوز هدایت می‌کند. یکی از اندامک‌هایی که در سال‌های اخیر در رابطه با این بیماری مورد توجه قرار گرفته میتوکندری است. سلامت و عملکرد صحیح میتوکندری در سلول‌های عصبی بسیار با این بیماری مرتبط است و هرگونه اختلال در عملکرد میتوکندری شرایط را به نفع این بیماری تغییر می‌دهد. سلامت میتوکندری در گرو پویایی آن است که خود شامل شکافت و همجوشی است. این دو فرآیند توسط تعدادی از پروتئین‌ها انجام می‌شود که مقدار آن‌ها بسته به شرایط سلول دچار تغییر می‌شود و هرگونه تغییر در بیان این پرروتئین‌ها شکافت و همجوشی را از حالت تعادل خارج نموده و عملکرد میتوکندری را با مشکل مواجه می‌کند. یکی از عوامل مولکولی تغییر بیان ژن‌ها اثر ریزRNAها بر مهار آن‌هاست. این ریزRNAها با مکمل شدن در یک یا چند ناحیه از ژن از بیان آن جلوگیری می‌کنند. هدف از انجام این پژوهش بررسی بیان ژن Drp1، (مسئول شکافت میتوکندری) و ژن‌های mfn1 و mfn2 (مسئول همجوشی میتوکندری) و همچنین بررسی بیان miR-140-3p و ارتباط آن با دو ژن Drp1 و mfn1 در رده سلولی SH-SY5Y تیمار شده با روتنون به عنوان مدلی برای بیماری پارکینسون است. سلول‌های SH-SY5Y با غلظت‌های مختلف 1/0، 2/0، 5/0 و 1 میکرومولار روتنون در دو مدت زمان 12 و 24 ساعت تیمار شده و اثر سمیت روتنون در سلول‌ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی بیان ژن‌های Drp1، mfn1، mfn2 و miR-140-3p سلول‌ها به مدت 24 ساعت در معرض غلظت‌های 1/0، 2/0 و 5/0 میکرومولار روتنون قرار گرفته و پس از استخراج RNA و ساخت cDNA، با استفاده از Real-time PCR بیان ژن‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای ردیابی پروتئین مرتبط با میکروتوبول (MAP2) و تیروزین هیدروکسیلاز (TH) از آنتی‌‌بادی‌های نشان‌دار در نمونه‌های سلولی تیمار شده با غلظت‌های 5/0 و 1 میکرومولار روتنون استفاده شده و سپس تراکم پروتئین‌ها در هر غلظت بررسی شد. مشخص شد که در غلظت‌های بیشتر از 2/0 میکرومولار روتنون شکل سلول‌ها تغییر کرده و از حالت طبیعی خارج می‌شوند و در غلظت روتنون 1 میکرومولار، سلول‌ها در حال مرگ ناشی از سمیت روتنون هستند. اثر سمیت روتنون توسط MTT نشان داد که تیمار با غلظت‌های 5/0 و 1 میکرومولار روتنون به مدت 24 ساعت برای سلول-ها کشنده بوده و تراکم آن‌ها را کاهش می‌دهد. بیان ژن‌های mfn1 و mfn2 در غلظت‌های بیشتر از 2/0 میکرومولار روتنون کاهش قابل توجهی داشته در حالی که بیان Drp1 در غلظت‌های مختلف روتنون افزایش نسبی داشته است. بیان miR-140-3p به طور کلی در غلظت-های مختلف روتنون کاهش داشته است که این کاهش بیان در غلظت 1/0 میکرومولار روتنون ممکن است با افزایش بیان Drp1 در همین غلظت در ارتباط باشد. میزان پروتئین تیروزین هیدروکسیلاز در نمونه‌های تیمار شده با روتنون نسبت به سلول‌های فاقد تیمار کاهش یافته است که تولید پیش‌ساز دوپامین را کاهش می‌دهد. مقدار پروتئین MAP2 در نمونه‌های کنترل و تیمار شده تغییرات چندانی نداشته است اما در نمونه‌های کنترل، زوائد عصبی سلول‌ها به‌خوبی دیده می‌شود و ظاهر سلول‌ها طبیعی است؛ درصورتی که در نمونه‌های تیمار شده این زوائد عصبی از بین رفته است. مدل پارکینسونی ایجاد شده نشان داد که در این بیماری همجوشی میتوکندری کاهش و شکافت افزایش می‌یابد. از طرفی در سلول‌های عصبی روند تولید دوپامین به‌واسطه آنزیم تیروزین هیدروکسیلاز با بیان کاهش یافته این آنزیم کاهش می-یابد. علاوه بر آن استحکام ساختار سلول‌ها به دلیل اُفت کیفیت پروتئین MAP2 کاهش یافته و شرایط را برای هدایت سلول‌های عصبی به سمت آپوپتوز مهیا می‌کند.
پژوهشگران	واحده حسینی (استاد راهنما)، فرنوش خسروبخش (استاد راهنما)، سیدحسین علیان نژادی (دانشجو)