بررسی متیلاسیون ژن 5 و10متیلن تتراهیدروفولات ردوکتاز در مردان نابارور استان کرمانشاه
الموضوعات : فصلنامه زیست شناسی جانوری
طیبه امجدیان
1
,
پریچهره یغمایی
2
,
نسيم حياتي روىباري
3
,
خیراله یاری
4
1 - گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 - مرکز تحقیقات بیولوژی پزشکی، پژوهشکده فناوری های سلامت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
الکلمات المفتاحية: ناباروری مردان , متیلاسیون DNA, ژن MTHFR, qMSP ,
ملخص المقالة :
ناباروری یکی از شایع ترین مشکلات بهداشتی جهان است این مشکل حدود 15 درصد از زوج¬ها را درگیر می‌کند. متیلاسیون غیرطبیعی DNA اسپرم می تواند در میزان ناباروری مردان موثر باشد. 5 و10متیلن تتراهیدروفولات ردوکتاز (MTHFR) یک آنزیم حیاتی برای تنظیم الگوهای متیلاسیون DNA اسپرم و چرخه فولات است که نقش اساسی در فرایندهای اسپرماتوژنز ایفا می‌کند. تغییر در سطح بیان این ژن می¬تواند منجر به ناباروری مردان شود. هدف این مطالعه بررسی میزان متیلاسیون ژن MTHFR در مناطق متفاوت متیله شده (DMRs) و همبستگی بین الگوهای متیلاسیون DNA اسپرم با پارامترهای کیفیت مني در افراد بارور و نابارور است. نمونه‌های منی از 30 مرد نابارور و 15 مرد بارور جمع‌آوری شد. پس از تیمار DNA ها توسط بی سولفیت سدیم، وضعیت متیلاسیون MDRsژن MTHFR با روش qMSP ارزیابی شد. ارتباط معناداری بین متیلاسیون DMRژنMTHFR در گروه نابارور در مقایسه با بارور وجود دارد (036/0= p) و افزایش در مردان گروه نابارور مشاهده شد. علاوه بر این، روند کاهشی قابل توجهی در پارامترهای اسپرمی (غلظت اسپرم، تعداد، و مورفولوژی) در مردان گروه نابارور مشاهده شد. همچنین بین متیلاسیون DMRs ژن MTHFR و پارامترهای مایع منی در بیماران همبستگی منفی وجود داشت. هایپرمتیلاسیون ژن MTHFR در مناطق DMRs افراد نابارور با کاهش پارامترهای اسپرم مرتبط است.
1. Amjadian T., Yaghmaei P., Nasim H.R. Yari K. 2023. Impact of DNA methylation of the human mesoderm-specific transcript (MEST) on male infertility. Heliyon, 9(10): e21099.
2. Boissonnas C.C., Abdalaoui H.E., Haelewyn V., Fauque P., Dupont J.M., Gut I., Vaiman D., Jouannet P., Tost J. Jammes H. 2010. Specific epigenetic alterations of IGF2-H19 locus in spermatozoa from infertile men. European Journal of Human Genetics, 18(1):73-80.
3. Botezatu A., Socolov R., Socolov D., Iancu I.V. Anton G. 2014. Methylation pattern of methylene tetrahydrofolate reductase and small nuclear ribonucleoprotein polypeptide N promoters in oligoasthenospermia: a case-control study. Reproductive BioMedicine Online, 28(2):225-231.
4. Camprubí C., Pladevall M., Grossmann M., Garrido N., Pons M.C. Blanco J. 2013. Lack of association of MTHFR rs1801133 polymorphism and CTCFL mutations with sperm methylation errors in infertile patients. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 30(9):1125-1131.
5. Cannarella R., Crafa A., Mongioì L.M., Leggio L., Iraci N., La Vignera S., Condorelli R.A. Calogero A.E. 2022. DNA Methylation in Offspring Conceived after Assisted Reproductive Techniques: A Systematic Review and Meta-Analysis. Journal of Clinical Medicine, 11(17):5056-5068.
6. Cornet D., Cohen M., Clement A., Amar E., Fournols L., Clement P., Neveux P. Ménézo Y. 2017. Association between the MTHFR-C677T isoform and structure of sperm DNA. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 34(10):1283-1288.
7. El Hajj N., Zechner U., Schneider E., Tresch A., Gromoll J., Hahn T., Schorsch M. Haaf T. 2011. Methylation status of imprinted genes and repetitive elements in sperm DNA from infertile males. Sexual Development, 5(2):60-69.
8. Gernand A.D., Schulze K.J., Stewart C.P., West K.P., Jr. Christian P. 2016. Micronutrient deficiencies in pregnancy worldwide: health effects and prevention. Nature Reviews Endocrinology, 12(5):274-289.
9. Ghasemi H., Mozaffari H.R., Kohsari M., Hatami M., Yari K. Marabi M.H. 2023. Association of interleukin-8 polymorphism (+ 781 C/T) with the risk of oral Lichen Planus disease. BMC Oral Health, 23(1): 404-411.
10. Haberg S.E., Page C.M., Lee Y., Nustad H.E., Magnus M.C., Haftorn K.L., Carlsen E., Denault W.R.P., Bohlin J., Jugessur A., Magnus P., Gjessing H.K. Lyle R. 2022. DNA methylation in newborns conceived by assisted reproductive technology. Nature Communications, 13(1):1896-1908.
11. Hammoud S.S., Nix D.A., Hammoud A.O., Gibson M., Cairns B.R. Carrell D.T. 2011. Genome-wide analysis identifies changes in histone retention and epigenetic modifications at developmental and imprinted gene loci in the sperm of infertile men. Human Reproduction, 26(9):2558-2569.
12. Houshdaran S., Cortessis V.K., Siegmund K., Yang A., Laird P.W. Sokol R.Z. 2007. Widespread epigenetic abnormalities suggest a broad DNA methylation erasure defect in abnormal human sperm. PLoS One, 2(12): e1289.
13. James E. Jenkins T.G. 2018. Epigenetics, infertility, and cancer: future directions. Fertility and Sterility, 109(1): 27-32.
14. Karaca M.Z., Konac E., Yurteri B., Bozdag G., Sogutdelen E. Bilen C.Y. 2017. Association between methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene promoter hypermethylation and the risk of idiopathic male infertility. Andrologia, 49(7):e12698.
15. Khambata K., Raut S., Deshpande S., Mohan S., Sonawane S., Gaonkar R., Ansari Z., Datar M., Bansal V., Patil A., Warke H. Balasinor N.H. 2021. DNA methylation defects in spermatozoa of male partners from couples experiencing recurrent pregnancy loss. Human Reproduction, 36(1):48-60.
16. Khazamipour N., Noruzinia M., Fatehmanesh P., Keyhanee M. Pujol P. 2009. MTHFR promoter hypermethylation in testicular biopsies of patients with non-obstructive azoospermia: the role of epigenetics in male infertility. Human Reproduction, 24(9):2361-2364.
17. Kobayashi H., Hiura H., John R.M., Sato A., Otsu E., Kobayashi N., Suzuki R., Suzuki F., Hayashi C., Utsunomiya T., Yaegashi N. Arima T. 2009. DNA methylation errors at imprinted loci after assisted conception originate in the parental sperm. European Journal of Human Genetics, 17(12):1582-1591.
18. Kushnir V.A., Barad D.H., Albertini D.F., Darmon S.K. Gleicher N. 2017. Systematic review of worldwide trends in assisted reproductive technology 2004-2013. Reproductive Biology and Endocrinology, 15(1):6-17.
19. Liu K., Zhao R., Shen M., Ye J., Li X., Huang Y., Hua L., Wang Z. Li J. 2015. Role of genetic mutations in folate-related enzyme genes on Male Infertility. Scientific Reports, 5:15548-15561.
20. Montjean D., Ravel C., Benkhalifa M., Cohen-Bacrie P., Berthaut I., Bashamboo A. McElreavey K. 2013. Methylation changes in mature sperm deoxyribonucleic acid from oligozoospermic men: assessment of genetic variants and assisted reproductive technology outcome. Fertility and Sterility, 100(5):1241-1247.
21. Montjean D., Zini A., Ravel C., Belloc S., Dalleac A., Copin H., Boyer P., McElreavey K. Benkhalifa M. 2015. Sperm global DNA methylation level: association with semen parameters and genome integrity. Andrology, 3(2): 235-240.
22. Njagi P., Groot W., Arsenijevic J., Dyer S., Mburu G. Kiarie J. 2023. Financial costs of assisted reproductive technology for patients in low- and middle-income countries: a systematic review. Human Reproduction Open, 2023(2): hoad007.
23. Pisarska M.D., Chan J.L., Lawrenson K., Gonzalez T.L. Wang E.T. 2019. Genetics and Epigenetics of Infertility and Treatments on Outcomes. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 104(6): 1871-1886.
24. Rahimi Z., Bozorgi M., Rahimi Z., Shakiba E., Yari K., Jalilian N. Vaisi-Raygani A. 2019. MTHFR C677T polymorphism is associated with the risk of breast cancer among Kurdish population from western Iran. International Journal of Cancer Management, 12(3).
25. Rajender S., Avery K. Agarwal A. 2011. Epigenetics, spermatogenesis and male infertility. Mutation Research, 727(3):62-71.
26. Rajender S., Avery K. Agarwal A. 2011. Epigenetics, spermatogenesis and male infertility. Mutation Research, 727(3):62-71.
27. Rezaeian A., Karimian M. Hossienzadeh Colagar A. 2021. Methylation Status of MTHFR Promoter and Oligozoospermia Risk: An Epigenetic Study and in Silico Analysis. Cell Journal, 22(4): 482-490.
28. Rotondo J.C., Lanzillotti C., Mazziotta C., Tognon M. Martini F. 2021. Epigenetics of Male Infertility: The Role of DNA Methylation. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9:689624.
29. Shahrokhi S.Z., Kazerouni F., Ghaffari F., Hadizadeh M. Zolfaghary Z. 2021. The effect of A1298c polymorphism of the MTHFR gene on anti-Müllerian hormone levels: experimental and Web-based analysis. Journal of Clinical Laboratory Analysis, 35(9):e23948.
30. Song B., Wang C., Chen Y., Li G., Gao Y., Zhu F., Wu H., Lv M., Zhou P., Wei Z., He X. Cao Y. 2021. Sperm DNA integrity status is associated with DNA methylation signatures of imprinted genes and non-imprinted genes. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 38(8):2041-2048.
31. Tahmasbpour Marzouni E., Ilkhani H., Beigi Harchegani A., Shafaghatian H., Layali I. Shahriary A. 2022. Epigenetic Modifications, A New Approach to Male Infertility Etiology: A Review. International Journal of Fertility and Sterility, 16(1):1-9.
32. Vermeiden J.P. Bernardus R.E. 2013. Are imprinting disorders more prevalent after human in vitro fertilization or intracytoplasmic sperm injection? Fertility and Sterility, 99(3):642-651.
33. Wu W., Shen O., Qin Y., Niu X., Lu C., Xia Y., Song L., Wang S. Wang X. 2010. Idiopathic male infertility is strongly associated with aberrant promoter methylation of methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR). PLoS One, 5(11): e13884.
34. Yari K., Payandeh M. Rahimi Z. 2016. Association of the hypermethylation status of PTEN tumor suppressor gene with the risk of breast cancer among Kurdish population from Western Iran. Tumour Biology, 37(6): 8145-8152.
35. Yari K. Rahimi Z. 2019. Promoter Methylation Status of the Retinoic Acid Receptor-Beta 2 Gene in Breast Cancer Patients: A Case Control Study and Systematic Review. Breast Care (Basel), 14(2):117-123.
36. Zhu W., Jiang L., Pan C., Sun J., Huang X. Ni W. 2021. Deoxyribonucleic acid methylation signatures in sperm deoxyribonucleic acid fragmentation. Fertility and Sterility, 116(5):1297-1307.
