مقاله نقش miR - 124 در سرطان پروستات

بخشی از مقاله

نقش miR-124 در سرطان پروستات

چکیده

سرطان پروستات شایع ترین نوع سرطان در مردان و دومین علت مرگ و میر ناشی از سرطان در آن ها می باشد که با گذشت سال ها از اولین مورد شناسایی شده همچنان صدر نشین جدول سرطان های شایع در مردان می باشد. میر ها یکی از مهمترین تنظیم کننده های ژنتیکی هستند که بیش از 50 درصد از ژنوم انسان توسط آن ها تنظیم می شود و بسته به عملکردشان در سلول های مختلف به دو گروه سرکوبگر تومور و انکوژن تقسیم می شوند. miR-124 یک میر با عملکرد سرکوبگر توموری می باشد که بیان آن در سلول های سرطانی پروستات بشدت کاهش می یابد. این میر قابلیت کنترل بسیاری از ژن های دخیل در رشد، تکثیر، متاستاز و آپوپتوز و بسیاری از مسیر های حیاتی دیگر در سرطان را دارد. در این مقاله، ما به بررسی چگونگی عملکرد و نحوه ی اثر گذاری میر-124 بر روی ژن های که در سرطان پروستات نقش بسزایی دارند می پردازیم.

کلمات کلیدی: سرطان پروستات ، miR-124 ، سرکوبگر تومور

.1 مقدمه

به مقدار کمتری توسط غدد آدرنال ترشح می شود و یک هورمون جنسی اصلی در مردان است. این هورمون نقش مهمی را در توسعه غدد تناسلی مانند بیضه و پروستات و همچنین بروز صفات ثانویه جنسی در مردان ایفا می کند ( Mooradian et al., .(1987 تستوسترون بعنوان یک فاکتور رشدی مهم در سلول های پروستات عمل می کند. اگر تستوسترون در دسترس کاهش یابد یا تولید آن قطع شود، رشد سلول های پروستات متوقف می گردد . کاهش زیاد در میزان تستوسترون در دسترس، بطور قابل توجهی حجم سلول های پروستات را کاهش می دهد. با وجودیکه کاهش تستوسترون به تنهایی نمی تواند در درمان سرطان

پروستات موثر باشد ولی می تواند باعث پسرفت و بطور قابل توجهی سبب تاخیر در پیشرفت سلول های سرطانی گردد. بنابراین کاهش سطح تستوسترون در کیفیت درمان سرطان پروستات اهمیت دارد(.(Schulman et al., 2010 مطالعات انجام شده بر روی نمونه های بالینی سرطان پروستات نشان دادند که بیان میر-124 در سلول های بدخیم سرطانی نسبت به نمونه های هایپرپلازیای اولیه پروستات بطور قابل توجهی کاهش می یابد همچنین بیان گیرنده ی آندروژنی در سلول های سرطانیپروستات افزایش

می یابد. نتایج تحقیقات مختلف نشان داده اند که میر-124 با هدف قرار دادن گیرنده ی آندروژنی و کاهش بیان آن موجب کنترل رشد
سلول های سرطانی پروستات می گردد .(Shi et al., 2013)

miRNAs .1-2 (میرها)

. میر ها انواعی از مولکول های RNA کوچک سلولی هستند که در تنظیم بیان ژن های سلول های یوکاریوتی نقش بسزایی دارند که طول آن ها در حدود 20-22 نوکلئوتید می باشد و پروتئینی را رمز نمی کنند اما می توانند بیان ژن ها را پس از مرحله ی رونویسی، از طریق مهار ترجمه یا تجزیه یmRNA ژن¬های هدف تنظیم کنند .(Djuranovic et al., 2012)

ژن میر¬ها در میان همه ی کروموزوم¬های انسانی به غیر از کروموزوم Yپراکنده شده است .(Calin et al., 2004) این ژن ها یا بصورت پراکنده درون ژنوم قرار می گیرند، یا به شکل یک ژن منفرد وجود دارند و یا بصورت یک بخش قابل توجه در دسته های ژنی قرار می گیرند. در حالت آخر رونوشت های پلی سیسترونیکی بزرگی از میر ها ایجاد می شود که در نهایت از آنها میر های منفرد پردازش و تولید می گردد. تعداد دیگری از این ژن ها در مناطق اینترژنیک قرار گرفته، که حداقل 50 درصد از آنها در واحد های رونویسی معینی قرار دارند و شامل اگزون ها و اینترون ها ی رونوشت های رمز کننده پروتئین و همچنین رونوشت های طولانی غیر رمز کننده پروتئین می باشند در نتیجه همزمان با ژنی که در آن مستقر می باشند رونویسی می شوند .(Kim and Nam, 2006; Weber, 2005)

گزارشاتی وجود داشته اند مبنی بر اینکه میر ها در تومورزایی سلول های انسان نقش دارند. یک جستجوی سیستماتیکی بمنظور بررسی ارتباط بین جایگاه ژنومی میر¬ها و همچنین جایگاه های مرتبط با سرطان آشکار نمود که بیش از نیمی از میر¬های مشخص شده در لوکمی لنفوسیتی مزمن در مناطق کروموزومی شکننده و ضعیف دخیل در سرطان¬های انسانی جای گرفته اند .(Calin et al., 2004) همچنین پروفایلاینگ بیان میر¬ها نشان می دهد که بیشتر میر ها که دارای عملکرد مهار کننده ی توموری می باشند سطح بیان کمتری در بافت های توموری نسبت به بافت های سالم دارند .(Lu et al., 2005) برای مثال میر Let-7 که انکوژن RAS را مورد هدف قرار می دهد، در سرطان ریه بیان بسیار پایینی را نشان می دهد (Takamizawa et al., 2004)،همچنین میر های 15 و 16 که فاکتور ضد آپوپتوزی BCL2 را هدف قرار می دهند در لوکمی لنفوسیتی حاد بیانشان کاهش می یابد (Calin et al., 2002)

.2-2 بیوژنز میر ها

. ژن میر ها بوسیله ی آنزیم RNA polymerase II رونویسی می شود و یک primary miRNA طولانی، شامل چندین کیلو باز را ایجاد می کند، که حاوی یک کلاهک در انتهای5́ و یک دنباله پلی آدنیله در انتهای3́ خود می باشد. البته اسثنائاتی نیز وجود دارد مثلا میر هایی که در عناصر تکرار شونده ی Alu واقع شده اند، ШRNApol رونویسی می¬گردند .(Borchert et al., 2006) این pri-miRNA حاوی یک یا چند ساختار حلقوی و سنجاق سری می باشد.70 نوکلئوتید از این ساختار بوسیله ی کمپلکس های ریز پردازنده (حاویRNase III با خاصیت اندونوکلئازی که خاصRNA دورشته ای است) Drosha و یک پروتئین متصل شونده به RNA دو رشته ای بنامDGCR8

شناسایی و شکسته می شوند .(Denli et al., 2004; Gregory et al., 2004; Han et al., 2004)

نتیجه ی پردازش pri-miRNA یک RNA سنجاق سری 60 -100 نوکلئوتیدی است که توسط یک فاکتور منتقل کننده به نام exportin-5، از هسته سلول به سیتوپلاسم منتقل می شود .(Lund et al., 2004; Yi et al., 2003) در سیتوپلاسم سلول، pre-miRNA توسط III RNase اندونوکلئازی دوم دیگری به نام Dicer بهمراه TRBP (که در اتصال دایسر به RNA دو رشته ای همکاری می کند) شکسته می شود و یک میر ناقص دورشته ای به طول 20-25نوکئلوتیدی را ایجاد می کند ( Hammond et al., 2000; Hutvagner et al., 2001; .(Ketting et al., 2001

پس از آن کمپلکس RISC که دارای یک ترکیب هسته ای مرکزی که عضوی از خانواده ی آرگونات ها می باشد شکل می گیرد. پروتئین های آرگونات محتوی دو دمین محافظت شده ی متصل شونده به RNA هستند. دومین PAZ که به انتهای3́ تک رشته ای متصل می شود و دومین PIWIکه دارای ساختار مشابه RNase-H می باشد، با انتهای5́ رشته ی miRNA راهنما (guide) واکنش می دهد( Filipowicz, (2005) (Sontheimer, 2005 از آنجایی که تنها یکی از دو رشته RNA می تواند بعنوان رشته راهنما عمل کند، قادر است ریسک را به سمت mRNA 3ʹ UTR هدف هدایت کند و بر اساس مکمل شدن RNAراهنما باmRNA هدفش، رشته ی دیگر miRNA (رشته ی پسنجر) حذف می شود .(Matranga et al., 2005; Rand et al., 2005)

میر بالغ برای راهنمایی و هدایت miRISC به سمت توالی مکملش در منطقه غیر ترجمه شونده مورد استفاده قرار می گیرد. اگر جفت شدگی میر با توالی هدفش بصورت تقریبا کامل باشد سبب شکستن رشته در نقطه خاصی از mRNA می شود اما در صورت اتصال ناقص ، ترجمه آن مهار می¬گردد .(Bartel, 2004 ) برای سرکوب ترجمه اتصال 6 یا 7 نوکلئوتید متوالی در UTRʹ3 رونوشت هدف و نوکلئوتید های 2-7 یا 2-8 از انتهای5́ میر هدف (منطقه ی هسته ای ) مورد نیاز است. توالی هسته ای نقش مهمی را در اکثر تعاملات بین رونوشت ها و میرها بازی می کند، به همین دلیل یک پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی و یا تغییر در نقاط پردازش در طی ساخت دو رشته ای*miRNA/miRNA می تواند منجر به ایجاد یک میر جدید با طیفی از اهداف جداگانه شود. بنابراین هم انتهای5́ میر بالغ که از بازوی 5́ (5P) pre-miRNA توسط Drosha ایجاد می شود و انتهای5́ میر بالغ که بوسیله ی Dicer از بازوی3́ (3P) pre-miRNA تولید می شود، تحت فشار انتخابی قوی قرار گرفته و به شدت حفاظت شده اند . توالی ها یی که قبل از انتهای5́ یا پس از انتهای3́ pre-miRNA می آیند تشکیل یک ساقه ی ناقص به طول 11 جفت باز را می دهند که توسط DGCR8 شناسایی می گردند که این ساختار برای برش Drosha مورد نیاز می باشد .(Han et al., 2004 ; Han et al., 2006) همچنین لوپ انتهایی نیز برای اتصال کمپلکس Dicer/TRBP اهمیت دارد .(Jazdzewski et al., 2008) توالی های خارج از منطقه ی هسته در میر بالغ همچنین می تواند به همان اندازه ای که در اختصاصیت رونوشت های هدف نقش دارد در شدت مهار نیز اثر بگذارند (Cai et al., 2004; Lee et al., 2004)

MiR -124 .1-3

miRNA-124 یک مولکول RNAغیر کد کننده کوچک است که برای اولین بار در سلول های عصبی شناسایی گردید ( Makeyev et al., .(2007 آنالیز های بیوانفورماتیکی نشان داد که این میر شامل سه زیر گروه می باشد که هر یک در جایگاه ژنومی مختلفی قرار می گیرند بطوریکه میر 124-1 در موقعیت کروموزومی p238 و میر 124-3 در کروموزوم q1320 درون جزایر CpG واقع شده اند، اما میر 124-2 واقع بر کروموزوم q12 8، 760 جفت باز پایین دست منطقه یCpG قرار دارد(.( Agirre et al., 2009 مطالعات اخیر نشان داده است که میر-124 بطور قابل توجهی در چندین نوع از سرطان های انسانی دچار کاهش بیان شده است ( Ando et al., 2009; Furuta et al., 2010; (Lujambio et al., 2007 و تنظیم بیان این ژن در سرطان پروستات با متیلاسیون پروموتر آن مرتبط است. با این وجود برای تایید این امر که متیلاسیون DNA در میر-124 سبب بیان پایین آن در سلول های سرطانی پروستات می شود دمتیلاسیون این ژن در رده های سلول های سرطانی پروستات مورد بررسی قرار گرفت و در مجموع داده های آزمایشاتی نشان داده است که متیلاسیون DNA در 50 منطقه از ژن میر-124 اتفاق می افتد و تعدادی از این متیلاسیون ها باعث کاهش میر-124 در سلول های سرطانی پروستات می شود ( Furuta et al., .(2010

.2-3 عملکرد میر-124 در سرطان پروستات

میر-124 جزو میر های سرکوبگر تومور می باشد و مطالعات زیادی نشان داده اند که بیان این میر در سرطان های مختلف از جمله سرطان پروستات کاهش می یابد که این خود مؤید نقش سرکوبگری این میر در سرطان ها می باشد.

.1-2-3 رشد سلول های سرطانی

. مهار کننده ی پروتئین تحریک کننده ی آپوپتوز(P53 (iASPP یکی از قدیمی ترین اعضای خانواده ی پروتئین های ASPP و یک مهار کننده ی تکاملی حفاظت شده ی p53 می باشد .(Notari et al., 2011) کاهش تنظیم بیان این پروتئین سبب مهار رشد و کاهش تکثیر در رده های سلول¬های سرطانی پروستات و همچنین کاهش قابل توجه تومورزایی می گردد. در نتیجه این پروتئین می تواند یک هدف درمانی در سرطان پروستات باشد(.(Zhang et al., 2011 میر-124 در رده های سلول های سرطانی پروستات و بافت های توموری آن کاهش قابل توجهی دارد. از آنجایی که میر 124- می¬تواند به توالیmRNA حاصل رونویسی از ژن iASPP به راحتی متصل گردد. نتایج حاصل از آزمون های مولکولی و عملکردی نشان دادند که میر-124 قادر است بیان پروتئین iASPP را کاهش داده و از این طریق سبب سرکوب رشد در سلول های سرطانی پروستات گردد( Chen (et al., 2014

.2-2-3 متاساتاز و تهاجم

. اکنون این امر مشخص شده است که سلول های سرطانی تحت فرآیندی به نام تبدیل بافت اپی تلیالی به مزانشیمی، خواص لازم برای عمل متاستاز را پیدا می کنند .(Lund et al., 2004 ) فاکتور های زیادی وجود دارند که تهاجم و متاستاز سلول های سرطانی را از طریق تبدیل بافت اپی تلیالی به مزانشیمی آغاز می کنند از جمله فاکتور رشد تغییر شکل دهنده ، فاکتور رشد مشتق شده از پلاکت ها و فاکتور رشد فیبروبلاستی .(Hammond et al., 2000; Weber, 2005; Yi et al., 2003) وقتی سرطان پروستات به حالت متاستاز (حالت پیشرفته و تهاجمی سرطان) می رسد بیان ژن TGF-α در سلول¬های آن افزایش می یابد این امر نقش مهم این ژن را در پیشرفت و متاستاز سرطان پروستات تائید می نماید.