علاوه بر عوامل محیطی، فاکتورهای ژنتیکی نیز در بروز این بیماری تاثیر گذارند. اکنون به خوبی مشخص شده است که سرطان معده و تغییرات قبل از سرطانی شدن قویاʺ تحت تاثیر فاکتورهای ژنتیکی میزبان است (۱۷). همچنین ارتباط پلی مورفیسمهای تک نوکلئوتیدی(SNP) چندین ژن با سرطان معده نشان داده شده است (۱۸ و ۱۹ و ۲۰). اکثر سرطانهای معده به صورت تک گیر[۴] ایجاد میشود و تنها ۳-۱% سرطانهای معده ارثی میباشد و حدود ۱۵-۱۰ درصد سرطانهای معده در افراد با یک پیشینه خانوادگی حاصل میشود(۲۱).
سرطان معده ارثی معمولا از نوع منتشر است و به صورت غالب به ارث میرسد و حدود یک سوم این نوع سرطان معده به دلیل جهش در ژن CDH1 ایجاد میشود که این ژن، پروتئین cadherin E- را کد میکند. سرطان معده منتشر ارثی بسیار کشنده بوده و میانگین سن بروز آن ۳۸ سال است (۲۱).
تغییرات ژنتیکی در سرطان معده شامل، ناپایداری ریز ماهواره ها[۵] و جهش در انواع ژن ها میباشد و مطالعات نشان داده است که از دست دادن هتروزیگوسیتی[۶] q1 و کاهش بیان فاکتورهای رشد با سرطان معده نوع روده ای ارتباط دارد. ولی از دست دادن هتروزیگوسیتی در p17 و جهش در ژنهای کد کننده پروتئینهای اتصالات سلولی با نوع منتشر ارتباط دارد (۲۲). علاوه براین جهش در ژنهای hMLH1 و hMSH2 در سرطان معده باعث ناپایداری ژنومی میشود (۲۲). به طور کلی در مطالعات انجام گرفته، ژنهای GKN1 ، APOA1، GRP70، A1AT، GSTPi به عنوان مارکرهای سرطان معده معرفی شده اند (۲۳).
۱-۶- مخاط معده
دیواره معده از چهار لایه مخاط، زیر مخاط٬ ماهیچه ای و سروزی تشکیل شده است. موکوس ترشح شده توسط سلولهای معده، لایه ضخیم موکوسی بر روی سطح سلولهای مخاط تشکیل میدهد که آن را از شرایط سخت معده از جمله اسید معده، پاتوژن ها و غیره محافظت میکند. تغییر در این سطح محافظتی در بیماریهای معده و از جمله سرطان معده نقش دارد (۱۲).
۱-۷- موکوس معده
فاکتورها و ترکیبات مختلفی لازم است تا لایه مخاطی معده سالم بماند و بتواند اپیتلیوم معده را در مقابل آسیبهای فیزیکی و شیمیایی محافظت کند که یکی از این عوامل موکوس معده است (۲۴). بخش عمده موکوس معده از آب تشکیل شده است و ترکیبات مختلفی از جمله موسین، آنزیم، نوکلئیک اسید، لیپید، پپتیدهای TFF و گاستروکین ها در موکوس معده یافت میشود (۲۴). شکل (۱-۲)
شکل۱- ۲: ترکیبات تشکیل دهنده موکوس (۲۴)
۱-۸- پروتئینهای گاستروکین (GKN)
مشخص ترین ویژگیهای ساختاری پروتئینهای GKN، دمین[۷] BRICHOS است که این دمین در تعداد بسیاری کمی از پروتئین ها و جود دارد (۲۵). دمین BRICHOS یک الگوی حفظ شده میباشد و شامل یک بخش هیدروفوبیک، منطقه لینکر، و یک منطقه C- ترمینال که دارای حداقل ۲ خم شدگی با صفحات B است، میباشد (۲۶).
وجه مشترک دمینهای BRICHOS در پروتئینهایی که تاکنون این دمین در آنها شناسایی شده است، موقعیت یک جفت سیستئین و آسپارتیک است که به دلیل وجود پیوندهای دیسولفیدی اتصالات محکمی را ایجاد کردهاند اما اهمیت آن ها ناشناخته است (۲۵).
GKN1 به عنوان اولین عضو خانواده گاستروکین ها شناسایی شده است و کمیته نام گذاری ژنها این پروتئین را به طور رسمی GKN1 نامیده است. ( نامهای قبلی آن AMP-18، Foveolin ، CA11، BR1CD1، TFIZ2 میباشد) (۲۵). به طور کلی ۳ ژن از این خانواده شناسایی شده است که هر سه در انسان وجود دارد اما GKN3 برخلاف دو عضو دیگر، در انسان بیان نمیشود و به عنوان یک ژن کاذب عمل میکند، هرچند که بسیار محافظت شده است و در بسیاری از ارگانیسمها و دیگر پستانداران مانند موش کاملاʺ عملکردی است و بیان میشود (۲۵). شکل ۱-۳ ساختار فضایی سه پروتئینهای گاستروکین را نشان میدهد. همچنین در شکل ۱-۴ محل قرارگیری این سه پروتئین در غدد معده موش مشخص است.
شکل۱- ۳: ساختار فضایی پروتئینهای گاستروکین (۲۵)
شکل ۱- ۴: بیان GKNS، TFFS و موسینها در اپیتلیوم معده موش
۱-۸-۱- ژن GKN1
ژن GKN1 در انسان بر روی کروموزوم p13.32 و در موش روی کروموزوم ۶ قرار دارد (شکل ۱-۵). طول آن حدود kb6 و شامل ۶ اگزون و ۵ اینترون است و پروتئین کد شونده توسط این ژن به نام گاستروکین ۱ حدودKD 18 است که از ۱۸۵ اسید آمینه تشکیل شده است .این ژن٬ اختصاصی معده است و در بافتهای دیگر بیان نمیشود (۲۷، ۲۸، ۲۹ و ۳۰). همان طور که در شکل ۱-۶ مشاهده میشود سیستئین ۳۸ درGKN2 همه پستانداران حفظ شده است اما در GKN1 وجود ندارد (۲۵). دو ایزوفرم برای پروتئین GKN1 شناخته شده است اما اهمیت این دو ایزوفرم هنوز ناشناخته باقی مانده است، اما ممکن است در پاسخ به H.Pylori نقش داشته باشند (۲۵).
شکل ۱- ۵ : جایگاه ژنهای GKN1، GKN2 و GKN3 بر روی کروموزوم ۲ انسان
شکل ۱-۶: موقعیت ۳۸Cys در ۳ ژن GKN1، GKN2 و GKN3. همانطور که مشخص است سیستئین ۳۸ در GKN1 وجود ندارد.
۱-۸-۲- نقش GKN1 در معده و سرطان معده
GKN1 یکی از فراوانترین پروتئینها در موکوس معده است که در عملکرد طبیعی معده مانند حفاظت از تمایز طبیعی سلولهای اپیتلیال معده، حفظ یکپارچگی مخاط معده و ترمیم مخاط معده پس از آسیب به آن نقش دارد (۲۹ و ۳۱). این پروتئین از سطح سلولهای اپیتلیال و قسمت فوقانی معده ترشح میشود و در غدد عمیق معده وجود ندارد (۳۲).
مطالعات نشان داده اند که GKN1 دارای فعالیتهای Mitogenic و Motogenic است، فعالیت Mitogenic در تکثیر سلولهای اپیتلیالی، مهاجرت سلولها و بازسازی غدد معده و فعالیتMotogenic در ترمیم زخم یا خراش و حفظ یکپارچگی مخاط معده نقش دارد (۳۲).
علی رغم این که ژن GKN1 در معده به مقدار زیاد بیان میشود اما در سرطان معده، بیان آن به طور قابل توجهی کاهش مییابد (۲۸، ۲۹ و ۳۰). GKN1 باعث توقف چرخه سلولی در فاز G1 در سلولهای سرطانی معده میشود (۱). مطالعات نشان میدهد که کاهش بیان GKN1 در ۷۸% موارد نوع منتشر و ۴۲% نوع رودهای سرطان معده وجود دارد و از آن به عنوان ژن سرکوب کننده تومور در معده نام برده میشود (۲۵).
۱-۹- ارتباط پلیمورفیسمهای ژنتیکی با خطر ابتلا به سرطان
گرچه بیش از ۹۹% توالی DNA انسان در همه جمعیت ها یکسان است، اما چون ژنوم انسان بیش از سه میلیارد جفت باز دارد، کمتر از یک درصد تفاوت، معادل بیش از سه میلیون جفت باز میباشد که این تفاوتهای ژنتیکی بین افراد را پلی مورفیسم ژنتیکی میگویند (۳۳).
وجود میلیونها پلیمورفیسم ژنی در ژنوم انسان، باعث تنوع ژنتیکی وسیعی بین انسانها شده است (۳۳) .اکثر تنوع ژنتیکی در انسان عمدتاʺ ناشی از حضور پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی یا[۸] SNPها است که بعضی از این پلی مورفیسم ها باعث میشوند افراد به فاکتورهای محیطی پاسخ های متفاوتی نشان دهند (۳۳ و ۳۴).
………. مطالعات متعددی به بررسی پلیمورفیسمهای ژنتیکی و ارتباط آن با بیماریهای گوناگون پرداخته اند. پلی مورفیسمهای مشاهده شده هم در نواحی اگزونی و اینترونی وجود دارند و هم در نواحی تنظیمی ژن ها قرار گرفتهاند. با توجه به نقش کلیدی پروموتر ژنها در تنظیم رونویسی و در نتیجه بیان ژنها، وجود SNPs در نواحی تنظیمی ( غیرکد شونده) ژن میتواند بر سطح بیان ژن اثر داشته باشد. مطالعه های متعدد٬ حاکی از ارتباط معنی دار پلی مورفیسم پروموتر ژنهای مختلف با انواع سرطانها است (۳۳ و ۴۵).تحقیقات بی شماری در مورد پلی مورفیسمهای تک نوکلئوتیدی پروموتر ژنها و ارتباط آنها با سرطان انجام شده است (۳۶).
تغییرات ژنتیکی در ژنهای کد کننده پروسایتوکاین ها، کموکاین ها و سایتوکاینهای ضد التهابی دخیل در پاسخ به عفونت هلیکوباکتر پیلوری نشان میدهد که پلی مورفیسم ژنتیکی در ژنهای دخیل در پاسخ ایمنی اکتسابی و ذاتی در افزایش خطر ابتلا به سرطان معده نقش دارد. در جدول ۱-۱ خلاصه ای از این پلی مورفیسمها که با انواع منتشر و روده ای سرطان معده در ارتباط هستند، ارائه شده است (۳۷).
جدول ۱-۱: خلاصه ای از پلی مورفیسمهایی که با انواع منتشر و روده ای سرطان معده در ارتباط هستند
۱-۱۰- اهداف تحقییق
بروز سرطان معده برخلاف سایر نقاط دنیا٬ در ایران رو به افزایش است و در حدود ۱۴ درصد همه مرگ و میرها در ایران به دلیل ابتلا به این سرطان میباشد. اگر تومور در مراحل اولیه تشخیص داده شود٬ ۹۰٪ بیماران بعد از عمل جراحی برای مدت ۵ سال شانس بقا دارند درحالیکه اگر که سرطان معده در مراحل پیشرفته تشخیص داده میشود٬ فقط ۲۰٪ بیماران بعد از عمل جراحی به مدت ۵ سال شانس بقا دارند (۳۸). لذا تشخیص زود هنگام بیماری و مهمتر از آن شناسایی افرادی که در خطر ابتلا به سرطان معده هستند، ضروری میباشد (۳۹).
بررسیها نشان دهد که شروع سرطان و پیشرفت مراحل بعدی آن قویاʺ تحت تاثیر فاکتورهایی است که با توجه به زمینه ژنتیکی فرد تعیین میشود (۳۳). از آن جایی که تغییر در بیان ژن ها، باعث تنوع فنوتیپی بین افراد و استعداد متفاوت افراد در مبتلا شدن به بیماریهای چند عاملی مثل سرطان میشود٬ شناسایی پلی مورفیسمهای ژنتیکی که منجر به تغییر بیان ژن ها میگردد٬ زمینه شناخت و درک بهتر علت بیماری ها از جمله سرطان در سطح مولکولی را فراهم میکند (۴۰).
بنابراین با توجه به نقش مهم ژن GKN1 در معده و کاهش بیان آن در سرطان معده و اهمیت SNP نواحی پروموتری در رونویسی ژنها، هدف از این مطالعه بررسی ارتباط پلیمورفیسمهای تک نوکلئوتیدی در پروموتر ژنGKN1 با خطر ابتلا به سرطان معده میباشد.
فصل دوم
پیشینه ی تحقیق
نقش GKN1 در سرطان معده در چندین مطالعه مورد توجه قرار گرفته است که مهم ترین آنها که در ارتباط با این مطالعه میباشد آورده میشود.
Toback و همکاران در سال ۲۰۰۳ نشان دادند که GKN1 مسئول ترمیم اپیتلیال معده پس از آسیب یا زخم میباشد و همچنین قادر به مهار تکثیر سلولهای سرطانی میباشد (۴۱).
Moss و همکاران در سال ۲۰۰۸ نشان دادند که ژنهای GKN1 و TFF1 شباهتهای زیادی با هم دارند و در سطح پروتئین نیز با هم در تعامل میباشند (۴۲). اما Mao و همکاران در سال ۲۰۱۲ نشان دادند که TFF1 و GKN1 هیچ تعاملی در سطح پروتئینی و عملکردی ندارند (۴۳).
Martin و همکاران در سال ۲۰۰۸ نشان دادند که مصرف آسپرین در دوز کم باعث کاهش قابل توجهی در بیان GKN1 در آنترال معده میشود (۴۴).
Xing و همکاران در سال ۲۰۱۰ دریافتند که فراوانی پروتئین GKN1 در بافت نرمال بهطور قابل توجهی بیشتر از بافت توموری معده میباشد (۱۰). همچنین نتایج مطالعهRippa و همکاران در سال ۲۰۱۱ نشان داد که بیان ژن GKN1 در بافت سرطانی کاهش مییابد (۴۵).
Yoon و همکاران در سال ۲۰۱۱ با ترانسفکت کردن سلولهای AGS با ژن GKN1 منجر به کاهش سطح ROS و بیان پروتئینهای مسیر AKT میگردد و نشان دادند که کاهش بیان GKN1 نقش مهمی در پیشرفت سرطان معده ایفا میکند. در حالت نرمال GKN1 با مهار تغییر شکل سلول از حالت اپیتلیالی به مزانشیمی، از مهاجرت سلولهای سرطانی ممانعت میکند (۴۶).
Mao و همکاران در سال ۲۰۱۲ با آزمایش بر روی موش و گاو نتیجه گرفتند که داروهای غیر استروِئیدی و عفونت هلیکوباکتر پیلوری از طریق کاهش بیان ژن GKN1 منجر به اختلالات معدهای میگردند (۳۲). همچنین گزارش کردند که GKN1 ترشح شده از سلولهای اپیتلیال معده به عنوان یک جز از موکوس است و در حفاظت مکانیکی و شیمیایی سلولهای سطح اپیتلیال نقش داشته و به عنوان یک لیز کننده و تثبیت کننده سطح و حفظ pH مخاط وایجاد یک مانع آبگریز عمل میکند (۳۲).
Xiao و همکاران در سال ۲۰۱۲ نشان دادند که GKN1 نقش مهمی در روند شکل گیری و توسعه سرطان معده به عنوان یک آنتیآنکوژن دارد و اثر آن ممکن است با عفونت هلیکوباکتر پیلوری تضعیف شود (۱۶).
Moghanibashi و همکاران در سال ۲۰۱۲ گزارش کردند که پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی ژن TFF1 که همانند GKN1 جزء ترکیبات موکوس معده میباشد و عملکرد مشابه GKN1 دارد با سرطان معده در ارتباط است (۴۷).
Yoon و همکاران در سال ۲۰۱۳ نشان دادند که منطقه آبگریز N- ترمینال و دامنه BRICHOS ژن GKN1 برای فعالیت سرکوب کننده تومور آن کافی است (۴۸).
Pavone و همکاران در سال ۲۰۱۳ ویژگیهای ساختاری و بیولوژیکی پروتئین GKN1را بررسی کردند و دریافتند که پروتئین GKN1، پایداری حرارتی بالایی را نشان میدهد (۴۹).
Choi و همکاران در سال ۲۰۱۳ نشان دادند که بیان نابجای SOX9و غیرفعال شدن GKN1 با پیشرفت سرطان معده ارتباط دارد (۵۰).
همان طور که ذکر شد تمامی مطالعاتی که در ارتباط با ژنGKN1 و سرطان معده است، به بیان این ژن در سرطان معده پرداخته شده است و تاکنون گزارشی از نقش پلی مورفیسمهای این ژن و ارتباط آن با سرطان معده ارائه نشده است.
فصل سوم
مواد و روش ها
۳-۱- وسایل و مواد مورد استفاده در این مطالعه
راهنمای نگارش مقاله درباره بررسی ارتباط پلی مورفیسم های پروموتر ژن GKN1 ...