بررسی تغییرات بیان miR-20a در مجروحین جنگی مواجه شده با گاز خردل

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

محدثه ولی زاده ¹ (گروه زیست‌شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
مسعود سلیمانی ² (گروه مهندسی بافت و علوم کاربردی سلولی دانشکده فناوری‌های پیشرفته در پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی تهران ایران|گروه سلول درمانی و هماتولوژی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)
شیوا ایرانی ³ (گروه زیست‌شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
محمود تولایی ⁴ (مرکز تحقیقات ژنتیک دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌الله تهران ایران علوم پزشکی تهران ایران)

تاریخ دریافت : 1401/06/10 تاریخ پذیرش : 1401/07/28 تاریخ انتشار : 1402/03/01

کلید واژه: پوست, بیان ژن, بیومارکر, microRNA, miR-20a, گاز خردل,

چکیده مقاله :

سولفور موستارد یا گاز خردل یک عامل تاول زا می باشد که به عنوان سلاح جنگی مورد استفاده قرار گرفته است. جانبازان شیمیایی افرادی با آسیب های متعدد در اندام های مختلف به خصوص، پوست می باشند. مطالعات نشان داده است که عوارض گاز خردل در نتیجه آلکیلاسیون با DNA، RNA و پروتئین و لیپیدها می باشد که منجر به تغییرات متابولیکی و ژنتیکی می شود. دستگاه تنفس و پوست هدف اصلی آلکیلاسیون گاز خردل می باشند. microRNAها، RNAهای کوچک غیر کدگذار و تک رشته ای هستند که در تنظیم فضایی و مکانی سنتز پروتیین و پایداری RNAی پیام رسان نقش دارند. اختلال در بیان هر ژن miRNA، برابر خواهد بود با اختلال در بیان چندین ژن کد کننده پروتئین که هر کدام می توانند نقشی اساسی در بیولوژی سلول ایفا نمایند. لذا هدف این مطالعه، بررسی تغییرات بیان microRNA، miR-20a در پوست مصدومین شیمیایی می باشد. در این مطالعه در مجموع 30 نمونه از بیوپسی پوست که شامل 10 نمونه بیمار با SM متوسط، 10 نمونه بیمار با SM شدید و 10 نمونه کنترل جمع آوری شد. استخراج RNA و سنتزcDNA صورت گرفت. بررسی بیان ژن miR-20a با استفاده از روشReal-time PCR انجام شد. ژن5s rRNA به عنوان کنترل داخلی استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل آماری داده ها از نرم افزار GraphPad Prism 6.07 استفاده شد. جهت بررسی ارزش بیومارکری ژن miR-20a از منحنی Roc استفاده شد. در این مطالعه با توجه به نتایج منحنی Roc ژن miR-20a در پوست دارای ارزش بیومارکری است اما نیاز به مطالعه بیشتری دارد.

چکیده انگلیسی:

Sulfur mustard or mustard gas is a blistering agent that has been used as a war weapon. Chemical veterans are people who have multiple injuries in different organs, especially in the skin. Studies have shown that the side effects of mustard gas are the result of alkylation with DNA, RNA, protein, and lipids, which leads to metabolic and genetic changes. The respiratory system and the skin are the main targets of mustard gas alkylation. microRNAs are small non-coding and single-stranded RNAs that play a role in the spatial and spatial regulation of protein synthesis and the stability of messenger RNA. The disruption of the expression of any miRNA gene will be equal to the disruption of the expression of several protein-coding genes, each of which can play an essential role in cell biology, so to investigate the changes in the expression of microRNA, miR-20a, in the skin of chemically injured people. In this study, 30 skin biopsy samples were collected, including 10 samples from patients with moderate SM, 10 samples from patients with severe SM, and 10 control samples. RNA extraction and cDNA synthesis were performed. The expression of the miR-20a gene was investigated using the Real-time PCR method. 5s rRNA gene was used as the internal control. GraphPad Prism 6.07 software was used for the statistical analysis of data. Roc curve was used to check the biomarker value of the miR-20a gene. In this study, according to the results of the Roc curve, the miR-20a gene in the skin has a biomarker value, but it needs more study.

منابع و مأخذ:

1. Aghanouri R., Ghanei M., Aslani J., Keivani-Amine H., Rastegar F., Karkhane A. 2004. Fibrogenic cytokine levels in bronchoalveolar lavage aspirates 15 years after exposure to sulfur mustard. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology, 287(6):1160-1164.


2. Alvanegh A.G., Edalat H., Fallah P., Tavallaei M. 2015. Decreased expression of miR-20a-5p and miR-92a in the serum from sulfur mustard-exposed patients during the chronic phase of resulting illness. Inhalation Toxicology, 27(13):682-688.


3. Asai K., Kanazawa H., Kamoi H., Shiraishi S., Hirata K., Yoshikawa J. 2003. Increased levels of vascular endothelial growth factor in induced sputum in asthmatic patients. Clinical and Experimental Allergy, 33(5):595-599.


4. Azizi F. 2001. The effect of chemical weaponry on endocrine system. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism, 3(3):211-222.


5. Bartel D.P. 2009. MicroRNAs: target recognition and regulatory functions. Cell, 136(2):215-233.


6. Chilcott R.P., Jenner J., Carrick W., Hotchkiss S.A.M., Rice P. 2000. Human skin absorption of bis‐2‐(chloroethyl) sulphide (sulphur mustard) in vitro. Journal of Applied Toxicology: An International Journal, 20(5):349-355.


7. Davoudi S.M., Shohrati M., Sadr S.B. 2006. Prevalence of skin tumors in veterans from 17 screened provinces of Iran and compared with the normal population. Ann Annals of Military and Health Sciences Research, 4:751-754.


8. Ebadi A. 2008. Coping resource in chemical victims with mustard gas: A qualitative study. International Journal of Behavioral Sciences, 2(2):107-116.


9. Emadi N., Soroush M., Moinoldin F., Davoudi S.M., Jalalian H., Khodaie Ardakani M. 2007. Atrophy and poikiloderma after skin contact with mustard gas: a case report. Iranian Journal of Dermatology, 10(42):345-352.


10. Etezad-Razavi M., Hefazi M., Mahmoudi M., Balali-Mood M. 2006. Correlation of delayed mustard gas ocular complications with severity of skin, respiratory, hematologic, and immunologic complications. Bina Journal of Ophthalmology, 11(2):213-221.


11. Feister A.J., Robinson S.I.,
    Papirmeister B. 1991. Medical defense against mustard gas: toxic mechanisms and pharmacological implications. Boca Raton Fla, CRC Press, 359 p.


12. Gao X., Ray R., Xiao Y., Barker P.E., Ray P. 2007. Inhibition of sulfur mustard-induced cytotoxicity and inflammation by the macrolide antibiotic roxithromycin in human respiratory epithelial cells. BMC Cell Biology, 8(1):1-9.


13. Ghasemi B.M., Karami G.R., Pourfarzam S.H., Emadi S., Ghasemi H. 2007. Late concurrent ophthalmic, respiratory, coetaneous and psychiatric complications of chemical weapons exposure in 479 war patients. Daneshvar Medicine, 70(4):81-92.


14. Ghazanfari T., Yaraee R.O.Y.A., KiaSalari Z., Hedayati F., Ghasemi H., PourFarzam S., Soroush M.R., Faghihzadeh S. 2009. Evaluation of serum levels of nitric oxide in chemical victims of Sardsht 20 years after sulfure mustard exposure. Iranian Journal of War and Public Health, 1(2):9-23.


15. Gilasi H.R., Holakouie Naieni K., Zafarghandi M.R., Mahmoudi M., Ghanei M., Soroush M.R., Dowlatyari A., Ardalan A. 2006. Relationship between mustard gas and cancer in Iranian soldiers of imposed war in Isfahan Province: A Pilot Study. Journal of School of Public Health and Institute of Public Health Research, 4(3):15-23.


16. Karimi Z.A., Holakouei N.K. 2003. Long-term pulmonary complications in combatants exposed to sulfur mustard: A historical cohort study. Journal of School of Public Health and Institute of Public Health Research, 1(4):15-22.


17. Kehe K., Szinicz L. 2005. Medical aspects of sulphur mustard poisoning. Toxicology, 214(3):198-209.


18. Kehe K., Thiermann H. 2009. Clinical picture of sulfur mustard poisoning. Toxicology, 263(1):1-74.


19. Kehe K., Balszuweit F., Steinritz D., Thiermann H. 2009. Molecular toxicology of sulfur mustard-induced cutaneous inflammation and blistering. Toxicology, 263(1):12-19.


20. Kh A., Ghasemi Broumand M. 2004. Epidemiological relationship with late complications of sulfur mustard gas on 500 Iranian chemically injured after 15 years. Journal of Army University Medical Sciences of IR, 2(1):269-273.


21. Li X.F., Shen W.W., Sun Y.Y., Li W.X., Sun Z.H., Liu Y.H., Zhang L., Huang C., Meng X.M., Li J. 2016. MicroRNA-20a negatively regulates expression of NLRP3-inflammasome by targeting TXNIP in adjuvant-induced arthritis fibroblast-like synoviocytes. Joint Bone Spine, 83(6):695-700.


22. Liang B., Wang X., Song X., Bai R., Yang H., Yang Z., Xiao C., Bian Y.  MicroRNA-20a/b regulates cholesterol efflux through post-transcriptional repression of ATP-binding cassette transporter A1. Biochimica et biophysica acta Molecular and cell biology of lipids. 1862(9):929-938.


23. Liu Z., Yu H., Guo Q. 2018. MicroRNA‑20a promotes inflammation via the nuclear factor‑κB signaling pathway in pediatric pneumonia. Molecular Medicine Reports, 17(1):612-617.


24. Mendell J.T. 2008. miRiad roles for the miR-17-92 cluster in development and disease. Cell, 133(2):217-222.


25. Nagy S.M., Golumbic C., Stein W.H., Fruton J.S., Bergmann M. 1946. The penetration of vesicant vapors into human skin. The Journal of General Physiology, 29(6): 441-469.


26. Paromov V. Suntres Z. Smith M. and Stone W.L. 2007. Sulfur mustard toxicity following dermal exposure: role of oxidative stress, and antioxidant therapy. Journal of Burns and Wounds, 7.


27. Pechura C.M., Rall D.P. 1993. Veterans at risk, the health effects of mustard gas and lewisite. Washington: National Academy Press.148-75.


28. Wattana M. and Bey T. 2009. Mustard gas or sulfur mustard: an old chemical agent as a new terrorist threat. Prehospital and Disaster Medicine, 24(1):19-29.


29. Wei L., Ran F. 2018. MicroRNA-20a promotes proliferation and invasion by directly targeting early growth response 2 in non‑small cell lung carcinoma. Oncology Letters, 15(1):271-277.


30. Zhu D., Pan C., Li L., Bian Z., Lv Z., Shi L., Zhang J. Li D., Gu H., Zhang C.Y., Liu Y. 2013. MicroRNA-17/20a/106a modulate macrophage inflammatory responses through targeting signal-regulatory protein α. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 132(2):426-436.