بررسی تغییرات بیان miR-21 در نمونه پوست جانبازان در معرض گاز خردل جنگ عراق در ایران

فصلنامه زیست شناسی جانوری

دوره 15، شماره 1، آذر 1401، صفحه 221-231   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ascij.2022.1953387.1369

نویسندگان

محدثه ولی زاده¹؛ مسعود سلیمانی²؛ شیوا ایرانی¹؛ محمدرضا نورانی³؛ محمود تولایی⁴

¹گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²گروه مهندسی بافت و علوم کاربردی سلولی دانشکده فناوری های پیشرفته در پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی تهران ایران-گروه سلول درمانی

³مرکز تحقیقات نانوبیوتکنولوژی دانشگاه بقیه الله تهران، ایران

⁴مرکز تحقیقات ژنتیک دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله تهران ایران علوم پزشکی تهران ایران

چکیده

سولفور موستارد یا گاز خردل (SM) یک عامل تاول زا است و دارای اثرات مخربی بر روی ریه، چشم‌ها و پوست می­باشد. microRNA ها مولکول‌هایRNA ی غیرکدکننده­ای هستند که بسیاری از مسیرهای مهم سلولی را تنظیم می­نمایند. ارتباط مشخص تغییرات بیانی microRNAها در طیف وسیعی از بیماری­ها و رهگیری آنها در اندام­های مختلف بدن از جمله در پوست آنها را به بیومارکر مناسبی تبدیل نموده است. هدف این مطالعه بررسی تغییرات بیان ژن­miR-21  در جانبازان شیمیایی آلوده با SM می­باشد. در این مطالعه نمونه­های بیوپسی پوست شامل 10 فرد جانباز در معرض SM با عوارض متوسط، 10 فرد جانباز در معرض SM با عوارض شدید و 10 نمونه کنترل جمع­آوری و سپس RNA تام استخراج شد. سنتزcDNA   صورت گرفت.  بررسی بیان ژن miR-21 با استفاده از روشReal-time PCR  انجام شد. از ژن5s rRNA  به عنوان کنترل داخلی استفاده شد. از نرم­افزار GraphPad Prism نسخه6.07  جهت تجزیه و تحلیل آماری داده ها استفاده شد. منحنی Roc جهت بررسی ارزش بیومارکری ژن miR-21 استفاده شد. افزایش بیان ژن miR-21 در نمونه های جانبازان در معرض SM نسبت به نمونه نرمال مشاهده شد. بیان ژن miR-21 در نمونه های پوست جانبازان در معرض SM با عوارض متوسط و جانبازان در معرض SM با عوارض شدید در مقایسه با نمونه­های پوست کنترل اختلاف معنادار از نظر آماری وجود داشت (0001/0˂ p). بیان ژن miR-21 در نمونه­های پوست جانبازان در معرض SM با عوارض شدید و جانبازان در معرض SM با عوارض متوسط در سن با نمونه کنترل ارتباط معناداری مشاهده نشد (8049/0 =p  ، 3802/0 = p ). در این مطالعه ما نشان دادیم که بیان نسبی miR-21 می­تواند نشانگر زیستی بالقوه ای در تشخیص جانبازان در معرض SM از افراد سالم باشد اما نیاز به مطالعه بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

بیان ژن؛ miR-21؛ پوست؛ سولفور موستارد؛ بیومارکر

مراجع

1. Asangani I.A., Rasheed S.A., Nikolova D.A., Leupold J.H., Colburn N.H., Post S., Allgayer H. 2008. MicroRNA-21 (miR-21) post-transcriptionally downregulates tumor suppressor Pdcd4 and stimulates invasion, intravasation and metastasis in colorectal cancer. Oncogene, 27(15): 2128-2136.
2. Bartel D.P. 2009. MicroRNAs: target recognition and regulatory functions. Cell, 136(2): 215-233.
3. Chan J.A., Krichevsky A.M., Kosik K.S. 2005. MicroRNA-21 is an antiapoptotic factor in human glioblastoma cells. Cancer Research, 65(14): 6029-6033.
4. Emadi S.N., Aslani J., Poursaleh Z., Izadi M., Soroush M. Kafashi M. Alavinia S.A. Bakhshi H., Karimi A., Momtaz Manesh K., Babaei A.A. 2012. Comparison late cutaneous complications between exposure to sulfur mustard and nerve agents. Cutaneous and Ocular Toxicology, 31(3): 214-219.
5. Emadi S.N., Moeineddin F., Sorush M.R. 2009. Urinary and cutaneous complications of sulphur mustard poisoning preceding pulmonary and ocular involvement: an unusual sequence of symptoms. Clinical and Experimental Dermatology: Clinical Dermatology, 34(5): e7-e10.
6. Etemad L., Moshiri M., Balali Mood M. 2019. Advances in treatment of acute sulfur mustard poisoning–a critical review. Critical Reviews in Toxicology, 49(3): 191-214.
7. 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.
8. Gharbi S., Khateri S., Soroush M.R., Shamsara M., Naeli P., Najafi A., Korsching E., Mowla S.J. 2018. MicroRNA expression in serum samples of sulfur mustard veterans as a diagnostic gateway to improve care. PloS One, 13(3): e0194530.
9. 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.
10. 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.
11. Graham J.S., Schoneboom B.A. 2013. Historical perspective on effects and treatment of sulfur mustard injuries. Chemico-Biological Interactions. 206(3): 512-522.
12. Grolmusz V.K., Kövesdi A., Borka K., Igaz P., Patócs A. 2018. Prognostic relevance of proliferation-related miRNAs in pancreatic neuroendocrine neoplasms. European Journal of Endocrinology, 179(4): 219-228.
13. Hu Y., Correa A.M., Hoque A., Guan B., Ye F., Huang J., Swisher S.G., Wu T.T., Ajani J.A., Xu X.C. 2011. Prognostic significance of differentially expressed miRNAs in esophageal cancer. International Journal of Cancer, 128(1): 132-143.
14. Iorio M.V., Ferracin M., Liu C.G., Veronese A., Spizzo R., Sabbioni S., Magri E., Pedriali M., Fabbri M., Campiglio M., Ménard S. 2005. MicroRNA gene expression deregulation in human breast cancer. Cancer Research, 65(16): 7065-7070.
15. Iorio M.V., Visone R., Di Leva G., Donati V., Petrocca F., Casalini P., Taccioli C., Volinia S., Liu C.G., Alder H., Calin G.A. 2007. MicroRNA signatures in human ovarian cancer. Cancer Research, 67(18): 8699-8707.
16. Jiang A., Maibach H. 2018. Dermatotoxicology of sulfur mustard: Historical perspectives from World War I. Journal of Applied Toxicology, 38(1): 108-112.
17. Kavehie B., Faghihzadeh S., Eskandari F., Kazemnejad A., Ghazanfari T., Soroosh M.R. 2011. Studying the surrogate validity of respiratory indexes in predicting the respiratory illnesses in wounded people exposed to sulfur mustard. Journal of Arak University of Medical Sciences, 13(4): 75-82.
18. Kehe K., Balszuweit F., Steinritz D., Thiermann H. 2009. Molecular toxicology of sulfur mustard-induced cutaneous inflammation and blistering. Toxicology, 263(1):12–9.
19. Kehe K., Thiermann H. 2009. Clinical picture of sulfur mustard poisoning. Toxicology, 263(1): 1-1.
20. Kehe K., Thiermann H., Balszuweit F. Eyer F. Steinritz D., Zilker T. 2009. Acute effects of sulfur mustard injury Munich experiences. Toxicology, 263(1): 3-8.
21. Khateri S., Ghanei M., Keshavarz S., Soroush M., Haines D. 2003. Incidence of lung, eye, and skin lesions as late complications in 34,000 Iranians with wartime exposure to mustard agent. Journal of occupational and Environmental Medicine, 45(11): 1136-1143.
22. Lagos-Quintana M., Rauhut R., Lendeckel W., Tuschl T. 2001. Identification of novel genes coding for small expressed RNAs. Science, 294(5543): 853-858.
23. Lánczky A., Nagy Á., Bottai G., Munkácsy G., Szabó A., Santarpia L., Győrffy B. 2016. miRpower: a web-tool to validate survival-associated miRNAs utilizing expression data from 2178 breast cancer patients. Breast Cancer Research and Treatment, 160(3): 439-446.
24. Lowenstein E.B. 2011. A history of sulfur mustard. Skinmed, 9(5): 310-311.
25. Lui W.O., Pourmand N., Patterson B.K., Fire A. 2007. Patterns of known and novel small RNAs in human cervical cancer. Cancer Research, 67(13): 6031-6043.
26. Malaviya R., Sunil V.R., Cervelli J., Anderson D.R., Holmes W.W., Conti M.L., Gordon R.E., Laskin J.D., Laskin D.L. 2010. Inflammatory effects of inhaled sulfur mustard in rat lung. Toxicology and Applied Pharmacology, 248(2): 89-99.
27. Mann J., Mann D.A. 2013. Epigenetic regulation of wound healing and fibrosis. Current Opinion in Rheumatology, 25(1): 101-107.
28. Menacher G., Steinritz D., Schmidt A. Popp T. Worek F. Gudermann T. Thiermann H., Balszuweit F. 2018. Effects of anti-inflammatory compounds on sulfur mustard injured cells: Recommendations and caveats suggested by in vitro cell culture models. Toxicology Letters, 293: 91-97.
29. Meng F., Henson R., Wehbe Janek H., Ghoshal K., Jacob S.T., Patel T. 2007. MicroRNA-21 regulates expression of the PTEN tumor suppressor gene in human hepatocellular cancer. Gastroenterology, 133(2): 647-658.
30. Naghii M.R. 2002. Sulfur mustard intoxication, oxidative stress, and antioxidants. Military Medicine, 167(7): 573-575.
31. Pal A., Tewari Singh N., Gu M., Agarwal C. Huang J., Day B.J., White C.W., Agarwal R. 2009. Sulfur mustard analog induces oxidative stress and activates signaling cascades in the skin of SKH-1 hairless mice. Free Radical Biology and Medicine, 47(11): 1640-1651.
32. Petrau J.P., Oglesby S.B., Justus B.T.A. 1991. Morphologic effects of sulfur mustard on a human skin equivalent. Cutaneous and Ocular Toxicology. 10(4): 315-324.
33. Poursaleh Z., Ghanei M., Babamahmoodi F., Izadi M., Harandi A.A., Emadi S.E., Taghavi N.H.O.S., Sayad Nouri S.S., Emadi S.N. 2012. Pathogenesis and treatment of skin lesions caused by sulfur mustard. Cutaneous and Ocular Toxicology, 31(3): 241-249.
34. Rice P. 2003. Sulphur mustard injuries of the skin. Toxicological Reviews, 22(2): 111-118.
35. Rosenthal D.S., Simbulan Rosenthal C.M., Iyer S., Smulson M.E., Spoonde A., Smith W., Ray R. 1998. Sulfur mustard induces markers of terminal differentiation and apoptosis in keratinocytes via a Ca2+-calmodulin and caspase-dependent pathway. Journal of Investigative Dermatology, 111(1): 64-71.
36. Saladi R.N., Smith E., Persaud A.N. 2006. Mustard: a potential agent of chemical warfare and terrorism. Clinical and Experimental Dermatology: Clinical Dermatology, 31(1): 1-5.
37. Salamati P., Razavi S.M. 2015. The late clinical and forensic symptoms and signs of sulfur mustard. Burns, 41(6): 1370-1371.
38. Sanderson H., Fauser P., Thomsen M., Sørensen P.B. 2009. Human health risk screening due to consumption of fish contaminated with chemical warfare agents in the Baltic Sea. Journal of Hazardous Materials, 162(1): 416-422.
39. Schmidt A., Scherer M., Thiermann H., Steinritz D. 2013. Mesenchymal stem cells are highly resistant to sulfur mustard. Chemico-Biological Interactions, 206(3): 505-511.
40. Schmidt A., Steinritz D., Thiermann H., Meineke V., Abend M. 2016. Alteration of miRNA expression in early endothelial cells after exposure with sub-lethal sulfur mustard concentrations. Toxicology Letters, 244: 88-94.
41. Shakarjian M.P. Heck D.E. Gray J.P. Sinko P.J. Gordon M.K. Casillas R.P. Heindel N.D. Gerecke D.R. Laskin D.L., Laskin J.D. 2010. Mechanisms mediating the vesicant actions of sulfur mustard after cutaneous exposure. Toxicological Sciences, 114(1): 5-19.
42. Smith K.J., Hurst C.G., Moeller R.B., Skelton H.G., Sidell F.R. 1995. Sulfur mustard: its continuing threat as a chemical warfare agent, the cutaneous lesions induced, progress in understanding its mechanism of action, its long-term health effects, and new developments for protection and therapy. Journal of the American Academy of Dermatology, 32(5): 765-776.
43. Steinritz D., Lang S., Popp T., Siegert M., Rothmiller S., Kranawetvogl A., Schmidt A., John H., Gudermann T., Thiermann H., Kehe K. 2019. Skin sensitizing effects of sulfur mustard and other alkylating agents in accordance to oecd guidelines. Toxicol Letters, 314: 172-180.
44. Tahmasbpour E., Reza Emami S., Ghanei M., Panahi Y. 2015. Role of oxidative stress in sulfur mustard-induced pulmonary injury and antioxidant protection Inhalation Toxicology, 27(13): 659-672.
45. Tetzlaff M.T., Liu A., Xu X., Master S.R., Baldwin D.A., Tobias J.W., Livolsi V.A., Baloch Z.W. 2007. Differential expression of miRNAs in papillary thyroid carcinoma compared to multinodular goiter using formalin fixed paraffin embedded tissues. Endocrine Pathology, 18(3): 163-173.
46. Thiermann H., Worek F., Kehe K. 2013. Limitations and challenges in treatment of acute chemical warfare agent poisoning. Chemico-Biological Interactions, 206(3): 435-443.
47. Volinia S., Calin G.A., Liu C.G., Ambs S. Cimmino A., Petrocca F., Visone R., Iorio M., Roldo C., Ferracin M., Prueitt R.L. 2006. A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(7): 2257-2261.
48. Wattana M., 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.
49. Wolfe G.A., Petteys S.M., Phelps J.F., Wasmund J.B., Plackett T.P. 2019. Sulfur mustard exposure: review of acute, subacute, and long-term effects and their management. Journal of Special Operations Medicine: a Peer Reviewed Journal for SOF Medical Professionals, 19(2): 81-86.
50. Wu K., Li L., Li S. 2015. Circulating microRNA-21 as a biomarker for the detection of various carcinomas: an updated meta-analysis based on 36 studies. Tumor Biology, 36(3): 1973-1981.
51. Yau T.O., Tang C.M., Harriss E.K., Dickins B., Polytarchou C. 2019. Faecal microRNAs as a non-invasive tool in the diagnosis of colonic adenomas and colorectal cancer: A meta-analysis. Scientific Reports, 9(1): 1-13.

52. Zafarghandi M.R., Soroush M.R., Mahmoodi M., Naieni K.H., Ardalan A., Dolatyari A., Falahati F., Mirmohammadkhani M., Mousavi B., Ghanei M. 2013. Incidence of cancer in Iranian sulfur mustard exposed veterans: a long-term follow-up cohort study. Cancer Causes and Control, 24(1): 99-105.