Evaluating The Methylation Of PDCD1 Gene In Ankylosing Spondylitis Patients Compared With Healthy People
ارزیابی متیلاسیون از ژن PDCD1 در بیماران مبتلا به اسپوندیلیت آنکیلوزان در مقایسه با افراد سالم
[Dissertation]
Mohammed Sameer Al-Shammari
محمد سمير الشمرى
Tehran University of Medical Sciences, Medicine school
2020
88p
Masters
Immunology
Background: Ankylosing spondylitis (AS) is a chronic inflammatory arthritis which leads to calcification of the spine joints. AS leads to the imbalance between bone resorption and bone formation, ultimately resulting in ligamentous ossifications and vertebral joint fusion. Typically the joints where the spine joins the pelvis are also affected. Approximately 95% of AS patients express the HLA-B27 genotype. However, less than 5% of HLA-B27-positive individuals develop AS. Twin and family studies have suggested that HLAB27 accounts for less than 40% of the overall risk of AS. This shows the involvement of other regulatory mechanism and immune related genes to AS pathogenesis. Inhibitory receptors like PD1 or CTLA4 could have key roles in regulating the exhausted T cells in chronic inflammatory diseases like ankylosing spondylitis. PDCD1 gene is considered as a candidate in AS. This gene codes an immune receptor named PD-1 which is a protein found on the surface of T cells that has a role in regulating the immune system's response by down-regulating the inflammatory responses and promoting self-tolerance by suppressing T cells activity. DNA methylation is an important epigenetic which plays a very important role in gene expression. PDCD1 has rich CpG islands around regulatory sites that can affect its expression and function by methylation. PDCD1 gene methylation assessing helped us to identify the AS pathogenesis more and clarify the role of epigenetic modifications for AS. Material and methods: 60 subjects including 30 patients of AS and 30 healthy persons, with equal gender and age percentages were recruited for this study. 10 ml of blood were collected from AS patients whose medical conditions were confirmed by a rheumatologist according to Modified New York Criteria (MNYC) at Imam Khomeini Hospital. The controls were selected from healthy people who had no history or symptom of allergic or inflammatory disease. DNA were extracted from the PBMC of both AS patients and healthy persons using the phenol-chloroform method and the DNA with high quality were bisulfite according to the Promega.inc (USA) kit, and Methprimer v2.0 software of urogene.org an online platform were used for the designing the primers for PDCD1 bisulfite treated gene. The targeted sequence was CpG island with 16 CGs in intron one a regulatory part of the gene. The PCR was done by Amplicon Master Mix by the standard PCR routine protocol with some modifications. Gel electrophoresis was used for confirming the PCR product quality. The PCR product was sequenced and the methylated sites were detected after comparing with the reference sequence and the data were collected.Results: 30 AS patients and 30 healthy controls were assessed in our study. Our 30 early results of AS patients and healthy controls showed that the CpG islands in PDCD1 gene regulatory sites mainly intron 1 were hyper-methylated in both AS patients and healthy controls.Conclusion: In the present study, it was observed that methylation level of PDCD1 gene CpG islands in regulatory sites in patients with ankylosing spondylitis (AS) is common with the methylation level of healthy people, that both are hyper-methylated.
مقدمه: اسپوندیلیت آنکیلوزان (AS) یک بیماری مزمن التهابی است که بیشتر مفاصل ستون فقرات و انتهای لگن را درگیر می کند. در این بیماری عدم تعادل بین جذب استخوان و تشکیل استخوان در نهایت منجر به پدیده ساخت استخوان جدید new bone formation در مفاصل گشته و حرکت مفاصل آسیب دیده به طور کلی با گذشت زمان بدتر می شود که در مراحل انتهایی با فیوژن مهره ها ستون فقرات به شکل چوب خیزران در می آید. تقریباً 95٪ بیماران AS ژنوتیپ HLA-B27 را بیان می کنند. با این حال ، کمتر از 5% افراد HLA-B27 مثبت به AS مبتلا هستند. مطالعات دوقلوی و وراثتی نشان داده اند كه HLAB27 كمتر از 40٪ از خطر كلی AS را شامل می شود. این نشان دهنده ی دخالت سایر مکانیسم تنظیمی و ژنهای مرتبط با سیستم ایمنی در پاتوژنز AS می باشد. گیرنده های مهاری مانند PD1 یا CTLA4 می توانند نقش مهمی در تنظیم سلولهای T در التهاب مزمن داشته باشند. این می تواند نقش محوری PD1 را در بیماری های خود ایمنی مانند اسپوندیلیت آنکیلوزان نشان دهد. ژن PDCD1 یک رسپتور به نام PD-1 را رمزگذاری می کند که پروتئینی است که در سطح سلول ها ایمنی یافت می شود و با ارسال پیامهای مهاری به سلولهای T فعال شده در اثر التهاب یا عفونت منجر به تعادل رساندن واکنشهای ایمنی می گردد. متیلاسیون DNA در مناطق غنی از CG که به CpG آیلند معروفند یک اصلاح مهم اپی ژنتیک است که با عماکرد تنظیمی خود نقش بسیار مهمی در بیان ژن دارد. PDCD1 دارای جزایر غنی از CpG در اطراف مکانهای تنظیمی است که می توانند بر بیان و عملکرد ژن موثر باشند. ارزیابی متیلاسیون ژن PDCD1 به ما کمک می کند تا مکانیزم های دخیل در پاتوژنز AS را شناسایی کنیم و همچنین در ادامه آن را به عنوان یک بیومارکر برای این بیماری معرفی نماییم. مواد و روشها: در اين مطالعه 60 بيمار شامل 30 بيمار مبتلا به AS و 30 فرد سالم با سن برابر از نظر جنس و سن انتخاب شدند. 10 ميلي ليتر خون محیطی از افراد سالم و بیمارانی که شرايط بیماری آنها توسط یک روماتولوژیست مطابق با معیارهای اصلاح شده در نیویورک (MNYC) در بیمارستان امام خمینی (ره) جمع اوری شد. DNA از PBMC افراد با استفاده از روش فنل-کلروفرم استخراج شد و DNA با کیفیت بالا براساس کیت Promega.inc (USA) وارد مرحله تبدیلی با بیسولفیت شد. سپس پرایمر با نرم افزار v2.0 ABI.inc طراحی شد. محصول پرایمر توالی یک جزیره CpG با پوشش با 16 CG در بخش اینترون یک ژن بود. PCR توسط پروتكل معمول PCR توسط Amplicon Master Mix انجام شد. از الکتروفورز ژل برای تأیید کیفیت محصول استفاده شد. محصول PCR توالی شد و سایت های متیله شده شناسایی و داده ها جمع آوری شد.نتایج:از 15 بيمار مبتلا به AS و 15 گروه شاهد سالم در مطالعه ما که مورد ارزيابي قرار گرفتند، نتایج اولیه نشان دادند که در جزایر CpG مورد نظر در تمام CG ها هم در گروه بیماران AS و هم گروه سالم کاملا متیله شده و این CpG ایلند در هر دو گروه هایپر متیله بود.نتيجه گيري: در مطالعه حاضر ، مشاهده شد كه ميزان متيلاسيون جزاير CpG ژن PDCD1 در محل هاي تنظيمي در بيماران مبتلا به اسپونديليت آنيكوزان (AS) هایپر متيله می باشد.
اسپوندیلیت آنکیوزان
Ankylosing spondylitis
a04
a04
PDCD1 gene
Epigenetics
Methylation
CpG Island
, Author
, Author
Al-Shammari, Mohammed Sameer
الشمری، محمدسمیر
, Thesis advisor
, Thesis advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
Nicknam, Mohammad Hossein
نیکنام، محمدحسین
Soleimanifar, Narjes
سلیمانی فر، نرجس
Rostamian, Abdul-Rahman
رستمیان، عبدالرحمان
Tehran University of Medical Sciences, Medicine school