بررسي بيان ژن هاي موثر در سنتز گاما گلوبين قبل و بعد از تمايز سلول هاي بنيادي خونساز به رده سلول هاي اريتروئيدي

The evaluation of expression of genes in gamma globin synthesis before and after differentiation of hematopoietic stem cells into erythroid lineage

سابقه و هدف: القا هموگلوبين جنيني در بيماران مبتلا به هموگلوبينوپاتي علائم بيماري را بهبود مي بخشد. عوامل متعددي مي توانند بيان ژن گاما گلوبين را القاء نموده و سبب افزايش ميزان هموگلوبين جنيني در بيماران شوند. از آنجايي كه امروزه يكي از بهترين رويكردهاي درماني براي بيماران هموگلوبينوپاتي افزايش هموگلوبين جنيني است؛ در اين مطالعه بيان ژن هاي دخيل در تنظيم سنتز گاما گلوبين نظيرPIPKII-alpha ، BCL11a و miR-30a در تمايز سلول هاي بنيادي خونساز CD34+ به رده اريتروئيدي بررسي شد. مواد و روش ها: اين مطالعه از نوع تجربي بود. در اين مطالعه از سلول هاي CD34+ جدا شده از خون بندناف نوزادان سالم استفاده شد. سلول هاي CD34+ در محيط كشت تمايزي كشت داده شد. كلوني هاي اريتروئيدي در روزهاي 11،8و 14 جداسازي شدند و پس از تاييد، بيان ژن هاي گاما گلوبين، PIPKII-alpha، BCL11a و miR-30a با استفاده از تكنيك كمي Real-Time PCR ارزيابي شده و با استفاده از فرمول آماري t-test مورد آناليز قرار گرفتند. يافته ها: نتايج به دست آمده در اين مطالعه نشان داد كه در روزهاي 11،8و 14 بعد از تمايز، بيان كمي ژن گاما گلوبين به تدريج در روز هشتم شروع شده و در روز 14تمايز به اوج خود مي رسد. به موازات افزايش22 برابري بيان گاماگلوبين، ژن PIPKII-alpha نيز روند افزايش 5/2 برابري از خود نشان داد؛ در حاليكه بيان ژن BCL11a در طي تمايز، روند كاهشي تا حد 2/1 برابر داشت. علاوه بر اين، بيان miR-30a در طي تمايز به سمت رده اريتروئيدي با افزايش 3/2 برابري همراه بود (P <0.05). نتيجه گيري: نتايج به دست آمده حاكي از افزايش بيان ژن PIPKII-alpha و كاهش بيان BCL11a در روند تمايز اريتروئيدي سلول هايCD34+ مي باشد. با توجه به الگوي بيان miR-30a و ژن هاي هدف آن يعني PIPKII-alpha و BCL11a نمي توان اثر مهاري اين microRNA را بر روي PIPKII-alpha مطرح كرد ولي به علت اثر مهاري آن بر روي ژن BCL11a مي توان اين microRNA به عنوان يكي از مولكول هاي تنظيمي مسير القا هموگلوبين F معرفي كرد. اگرچه مطالعات بيشتري براي بررسي اين ارتباط مورد نياز مي باشد.

Background and aim: Induction of fetal hemoglobin (Hb-F) can improve the patients’ symptoms of haemoglobinopathies. Several factors can induce gamma globin gene expression and increased Hb-F levels in patients. In this study, the expression of genes is involved in regulation of gamma globin synthesis such as PIPKII-alpha BCL11a, and miR-30a during CD34+ hematopoietic stem cell differentiation into erythroid lineage was studied. Material and Methods: In this study, CD34+ cells were isolated from umbilical cord blood. Then, CD34+ cells were cultured in differentiation medium. Erythroid colonies were harvested on days 8, 11, 14 and gene expression of gamma globin, PIPKII-alpha, BCL11a, and miR-30a were analyzed by quantitative RT- PCR. Results: The results showed that gene expression of gamma-globin gradually at the 8th day after differentiation started and at 14th day reached to the highest level of its expression. In parallel with increasing the expression of gamma-globin, the expression of PIPKII-alpha increased, while the expression of BCL11a decreased. Moreover, the expression of miR- 30a increased during differentiation into erythroid lineage. Conclusion: The results indicated that increased expression of PIPKII-alpha and decreased expression of BCL11a during CD34+ cells differentiation to erythroid lineage. According to expression pattern of miR-30a and its target genes, PIPKII-alpha and BCL11a, we cannot suppose the inhibitory effect of miR-30a on PIPKII-alpha expression, but due to inhibitory effect of miR-30a on BCL11a gene, we can introduce this microRNA as a regulatory molecule in the induction of Hb-F pathway. However, the further studies are needed to investigate this interaction.