بررسي تاثير تغييرات اپي ژنتيكي بر فرآيند ترميم پلاناريا با استفاده از تيمار به‏وسيله كوچك مولكول‌ها

Exploring the effect of epigenetic modifications on planarian regeneration process using small molecules treatment

هدف:هدف اين تحقيق، بررسي تاثير تغييرات اپي ژنتيك توسط تيمار با كوچك مولكول‌هاي تغييردهنده سطح اپي ژنتيك سلول در حين فرآيند ترميم پلاناريا است. مواد و روش‌ها:كرم هاي پلاناريا با استفاده از برش به سه قطعه سر، دم و تنه تقسيم و پس از انتقال به چاهك‏هاي جداگانه با 6 نوع كوچك مولكول تغيير دهنده سطح اپي ژنتيك با غلظت‏هاي مختلف ‌تيمار شدند. براي بررسي تاثير تيمارها بر روند فرآيند ترميم، از ارزيابي خصوصيات ريخت‌شناسي در طول ۲۰ روز پس از قطعه كردن استفاده شد. نتايج:ارزيابي دقيق ريخت‌شناسي نمونه‌هاي تيمار شده با كوچك مولكول‌ها نشان داد كه از بين شش كوچك مولكول  بررسي‌شده، دو كوچك مولكول سديم بوتيرات و والپوريك اسيد (مهار كننده آنزيم هيستون داستيلاز) به‏ترتيب باعث تاخير در ترميم قطعات مختلف سر، تنه و دم و تاخير در تشكيل چشم قطعات تنه و دم مي‌شوند. همچنين چهار كوچك مولكول ديگر شامل BIX01294، RG108، SAHA و Tranylcypromin تاثيري در فرآيند ترميمي نداشتند و كليه نمونه‌هاي تيمار شده به‌صورت طبيعي ترميم شدند. نتيجه‌گيري: نتايج نشان مي‌دهند كه اپي ژنتيك سلول داراي نقش كليدي در فرآيند ترميمي پلاناريا است و مهار فعاليت هيستون داستيلازها باعث اختلال در فرآيند ترميم طبيعي مي‏شود. با اين وجود، تعيين دقيق مكانيسم عملكرد هيستون داستيلاز در فرآيند ترميم پلاناريا نياز به بررسي بيشتر دارد. اميد مي‌رود از طريق بررسي نتايج به‌دست‌آمده بتوان به درك بهتري از مكانيسم‌هاي مولكولي فعال‌سازي و ممانعت كنندگي ترميم در پلاناريا و ساير موجودات دست ‌يافت.

Aim: In this study, we explored the effect of epigenetic modifications on planarian regeneration process by treating with small molecule epigenetic modifiers Material and Methods: Planaria worms were cut into 3 sections including head, trunk, and tail regions and treated with 6 small molecules with epigenetic modification effects. All samples were evaluated morphologically for 20 days to monitor the effects on regeneration process. Results: Morphological analysis of samples treated with selected six small molecules with different epigenetic modification functions revealed that treating with two of them including Sodium butyrate and Valporic acid will result in delayed head, trunk, and tail fragments regeneration, and delayed eye formation in trunk and tail fragments, respectively. In addition, samples treated with other four small molecules including BIX01294, RG108, SAHA, and Tranylcypromine with other epigenetic modification functions, regenerated normally. Conclusion: These results indicating that different epigenetic levels and activity of histone deacetylases play a key role in planarian regeneration and inhibition of histone deacetylases activity will result in abnormal regeneration. However, further work is needed to determine the exact mechanism of histone deacetylases activity effect on planarian regeneration process. Finally, we hope to understand more about the underlying mechanism of planarian and vertebrate’s regeneration inhibition and activation using these findings.