تاثیر استرس گرمایی بر بیان پروتئین شوک حرارتی 70 (HSP70) و تولید گونه های فعال اکسیژن (Ros) در مخچه موش های کوچک آزمایشگاهی C57 نر
Effect of heat stress on cerebellar heat shock protein 70 (HSP) expression and Ros production in male C57 mice
مجریان: جواد محمودی
خلاصه روش اجرا: دراین مطالعه تجربی از 50 سر موش کوچک آزمایشگاهی نر نژاد C57BL/6 با محدده وزنی 25-20 گرم استفاده خواهد شد. حیوانات از انستیتو پاستور تهیه حواهند شد و پس از انتقال به مرکز تحقیقات علوم اعصاب در شرایط استاندارد آزمایشگاهی با دوره روشنایی و تاریکی 12 ساعت و دسترسی آزادانه به آب و غذا نگهداری می شوند. و با حیوانات براساس دستورالعمل مراقبت و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی برخورد خواهد شد و هرگونه دستکاری حیوانات توسط فرد ماهر و در آزمایشگاه مجهز انجام خواهد شد. حیوانات به طورتصادفی به 5 گروه زیرتقسیم می شوند که هرگروه شامل 10 سر موش می باشد: گروه کنترل : که هیچ مداخله ای روی آنها صورت نمی گیرد. گروه استرس حرارتی (HS-7) : حیوانات 7 روز تحت استرس حرارتی (43 درجه) به مدت 15 دقیقه قرار می گیرند و هیچگونه درمانی دریافت نمی کنند. گروه استرس حرارتی (HS-14) : حیوانات 14 روز تحت استرس حرارتی (43 درجه) به مدت 15 دقیقه قرار می گیرند و هیچگونه درمانی دریافت نمی کنند. گروه استرس حرارتی (HS-21) حیوانات 21 روز تحت استرس حرارتی (43 درجه) به مدت 15 دقیقه قرار می گیرند و هیچگونه درمانی دریافت نمی کنند. گروه استرس حرارتی (HS-42) حیوانات 42 روز تحت استرس حرارتی (43 درجه) به مدت 15 دقیقه قرار می گیرند و هیچگونه درمانی دریافت نمی کنند. القای استرس گرمائی برای القای استرس گرمائی، حیوانات به یک محفظه که دمای آن در 43 درجه سانتیگراد تنظیم شده است، منتقل می شوند. این فرآیند هر روز یکبار انجام می گیرد و حیوانات به مدت 15 دقیقه در مواجهه با استرس گرمائی قرار می گیرند. بعد از آن دوباره به قفس خود در دمای اتاق باز می گردند. در پایان، کلیه حیوانات با ترکیبی از تزریق داخل صفاقی کتامین (mg/kg100) و زایلازین (mg/kg10) بیهوش خواهند شد و مخچه آنها برای اندازه گیری سطوح Ros و بیان پروتئین شوک حرارتی 70 جدا خواهد شد و در فریزر 70- نگهداری می شود. بیان پروتئین شوک حرارتی 70 به روش وسترن بلاتینگ و تغییرات بیان Ros با استفاده از رنگ dichlorodihydro-fluorescein diacetate (DCFDA) ارزیابی خواهد شد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 63833 |
| عنوان فارسی طرح | تاثیر استرس گرمایی بر بیان پروتئین شوک حرارتی 70 (HSP70) و تولید گونه های فعال اکسیژن (Ros) در مخچه موش های کوچک آزمایشگاهی C57 نر |
| عنوان لاتین طرح | Effect of heat stress on cerebellar heat shock protein 70 (HSP) expression and Ros production in male C57 mice |
| نوع طرح | گرنت پژوهشی |
| اولویت طرح | حذف و کنترل آلودگیهای نوپدید از محیط |
| نوع مطالعه | مطالعات مرور سیستماتیک |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 8 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | استرس گرمایی (Heat stress)، و به دنبال آن گرمازدگی (Heat stroke) یک فوریت پزشکی است که از افزایش دمای بدن به بیش از 40 درجه سانتی گراد ناشی می شود [1]. افراد بسیاری بدلیل موقعیت های شغلی و شرایط آب و هوایی در معرض مواجهه با استرس گرمایی به ویژه در فصول گرم سال می باشند. علیرغم کاهش سریع دمای بدن و معالجه مکفی، گرمازدگی غالبا کشنده بوده و افرادی که زنده می مانند معمولا دچار آسیب های جدی عصبی مادام العمر می شوند [2]. گرمازدگی و تخریب اندام های مختلف بدن در اثر گرما اولین بار توسط رومیان 24 سال قبل از میلاد گزارش شد. آمارهای مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری 7000 مرگ ناشی از گرمازدگی را بین سال های 1979 تا 1997 در ایالت متحده امریکا تایید می کنند، لذا شیوع مرگ و میر ناشی از گرمازدگی با بالا رفتن دمای کره زمین و تخریب لایه اوزون و تشدید امواج گرمایی افزایش می یابد [3]. از این رو پرداختن به ابعاد موضوع از جهات درمانی بسیاری سودمند و مفید خواهد بود. استرس گرمایی منجر به نارسایی ارگان های مختلف از جمله سیستم عصبی شامل قشر مغز، عقده های قاعدهای، و سلول های شاخ قدامی طناب نخاعی و به ویژه مخچه می شود و علایمی همچون هذیان، تشنج، و کما را در پی دارد [4]. مخچه در دماهای بالا آسیب پذیر است که ممکن است منجر به آسیب سلولی غیرقابل برگشت همراه با ناتوانایی دائمی شود [5]. به نظر می رسد سلولهای پورکنژ دارای بیشترین غلظت پروتئین شوک حرارتی (HSP) می باشند که می تواند به حساسیت بالای مخچه به گرما مرتبط باشد [6]. گرما به صورت مستقیم برای سلول های پورکنژ مخچه ای سمی است، و در مواجهه با گرما، میزان HSP به منظور مقابله با آن افزایش می یابد [6]. مطالعات پس از مرگ در قربانیان استرس گرمائی نشان دهنده ی آتروفی وسیع فیبرهای قشر مغز و مخچه، تورم سلول های پورکنژ، توده ی وسیع و هموراژیک در مخچه، پرخونی همراه با ادم وسیع بویژه در لایه ی مولکولی مخچه و مرگ سلولی می باشند [6-8]. همچنین نشان داده شده است که تغییرات ساختاری مخچه، اختلال تکلم (slurred dysartheria)، فلج شلی یک طرفه اندام ها، خم شدن رو به عقب انگشتان پا، بثورات ماکولوپاپولر تنه، سختی در هماهنگی حرکات، آتاکسی/دیس متری، و اختلال در تعادل و هماهنگی حرکات در اثر استرس گرمائی بروز پیدا می کند [5, 9]. چندین مکانیسم مبنی بر آسیب سیستم عصبی مرکزی در اثر استرس گرمائی وجود دارند که شامل استرس اکسیداتیو و افزایش سیتوکاین های پیش التهابی است که در نهایت منجر به افزایش مرگ سلولی می شود [10]. مطالعات انجام شده در رده های سلولی و مدل های حیوانی نشان میدهند که اثرات گرما بر ساختار و عملکرد بافت مغز بستگی به شدت و طول مدت زمان مواجهه با با گرما دارد. استرس گرمائی شدید (45-44 درجه سانتی گراد) می تواند سبب القای آپوپتوزیس شود. یافته ها حاکی از آن است که مواجهه با استرس گرمایی 45 درجه سانتی گرادی در شرایط in vitro برای 8 روز متوالی منجر به افزایش سلولهای تانل مثبت در نورونهای قشر و هیپوکمپ می شود.[11]. اگرچه مسیرهای سلولی گرما که منجربه القای آپوپتوزیس می شود شناخته نشده است، بنظر می رسد القای پروتئینهای HSP ها در طی مواجه با استرس نقش حفاظتی در این فرآیند داشته باشد. تقریبا تمام سلول هایی که بطور ناگهانی در معرض گرما قرار می گیرند پروتئین های استرسی یا Hsp پروتئین ها را تولید مینمایند، بیان این پروتئین ها به وسیله ی سطوح رونویسی کنترل می گردد. در طول استرس گرمایی، یک یا چند فاکتور رونویسی به عناصر Hspها متصل شده و سبب افزایش بیان آن ها می شوند، افزایش بیانHSP سبب القای تحمل گذارا در سلول می شود، به عبارتی شرایط کشنده سبب عدم آسیب سلول و زنده ماندن می شود [11-13]. هم چنین Hsp70 ممکن است سبب تضعیف بیان افزایش یافته¬ی (Overproduction) نیتریک اکساید در مغز رت های آداپته شده به گرما، جلوگیری از تغییرات مخرب در فشار خون مغزی شود [14]. مهار کردن ساخت Hsp ها در سطح رونویسی و یا توسط آنتی بادی های خاص سبب افزایش بیش از اندازه حساسیت سلول به گرما می شود. با توجه به اینکه استرس گرمائی 43 درجه سانتی گرادی منجر به القای آپوپتوز در مغز موشها می شود [15]، بنابراین احتمال القای عوامل التهابی و آسیب استرس اکسیداتیو مخچه ای ناشی از استرس گرمایی وجود دارد [16, 17]. با وجود این با توجه به جستجوهای انجام شده در این زمینه مطالعاتی حاکی از تغییرات مقادیر استرس اکسیداتیو ناشی از استرس گرمائی در مخچه صورت نگرفته است. استرس گرمائی به علت تولید واسطه های پیش التهابی، سایتوکاین ها (Cytokines)، رادیکال های آزاد Free radicals بخصوص رادیکال های هیدروکسیل و سوپراکسید پاتوژنیک بوده و سبب اختلال در عملکرد بسیاری ار ارگان های اصلی بدن مثل کلیه، کبد، معده و مغز می شود [9, 13]. استرس اکسیداتیو که به عنوان عدم تعادل بین تولید گونه های فعال اکسیژن و نیتروژن و عدم توانایی سیستم دفاع آنتی اکسیدانت برای خنثی کردن عوامل اکسیداتیو بیان میشود [18, 19]، در پاتوفیزیولوژی اختلالات عصبی درگیر است [20]. نشان داده شده است که استرس گرمائی منجر به افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و پراکسیداسیون لیپیدی و کاهش فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانت در بافت های مختلف می شود [21]. در واقع استرس اکسیداتیو در مغز، منجر به آسیب عصبی، اختلال در انتقال سیناپسی، و اختلالات شناختی می شود [22]. مطالعات متعدد همچنین حاکی از اختلالات میتوکندریایی و تولید بالای استرس اکسیداتیو همراه با کاهش وسیع فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانی همچون سوپراکساید دیسموتاز، گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون می باشد. بنابراین تولید بیش ازحد گونه های فعال اکسیژن می تواند بر سیستم دفاع آنتی اکسیدانی بدن غلبه کند، حساسیت را به هیپرترمی افزایش دهد و منجر به سمیت سلولی و نورودژنراسیون شود [21, 23-25]. همچنین شواهد نشان می دهد که استرس گرمائی سطوح مالون دی آلدئید پلاسمایی و میتوکندریایی را افزایش می دهد که این امر می تواند ناشی از افزایش پراکسیداسیون لیپیدی باشد [21]. علاوه بر این، درگیری استرس اکسیداتیو ناشی از استرس گرمایی بر بیان ژن گیرنده سلول T در انسان نیز نشان داده شده است [26]. با توجه به بیان افزایش یافته ی Hsp70 در مخچه و نتایج متفاوت دماهای مختلف استرس گرمائی بر قسمت های مختلف مغزی، اثرات استرس اکسیداتیو ناشی از گرما در پاتوفیزیولوژی اختلالات عصبی و از طرف دیگر به دلیل اینکه تاکنون مطالعه ای در زمینه ی اثر استرس گرمائی بر سطوح Ros وپروتئین های درگیر در آسیب های نورونی در مخچه صورت نگرفته است؛ لذا هدف مطالعه ی حاضر مطالعه تاثیر استرس گرمائی بر سطوح استرس اکسیداتیو و بیان پروتئین شوک حرارتی یا Hsp70 در موش های کوچک آزمایشگاهی نژاد C57 در معرض دمای 43 درجه سانتی گرادی می باشد. |
| اهداف اختصاصی | 1- تعیین تاثیر استرس گرمائی بعد از گذشت 7، 14، 21 و 42 روز بر بیان پروتئین Hsp70 در مخچه موش های تحت مطالعه -2- تعیین تاثیر استرس گرمائی بعد از گذشت 7، 14، 21 و 42 روز بر تولید در مخچه موش های تحت مطالعه |
| چکیده انگلیسی طرح | Heatstroke and the destruction of various parts of the body and as statistics from the Centers for Disease Control and Prevention confirm the 7,000 deaths from heatstroke in the United States between 1979 and 1997, so the prevalence of heat-related deaths rises as the Earth's temperature rises and the ozone layer depletes and intensifies. Therefore, it will be useful and helpful to address the issue. Considering the increased expression of Hsp70 in the cerebellum and different results of different temperatures of heat stress on the brain, focusing on the heat-induced oxidative stress on the pathophysiology of neurological disorders is of the great interst. The present study aims to evaluate the cerebellar expression of the HSP70 protein and Ros production at 7, 14, 21 and 42 days post 43 C heat stress induction in C57 male mice. |
| کلمات کلیدی | استرس گرمائی: یک اورژانس پزشکی است که از افزایش دمای بدن به بیش از 40 درجه سانتی گراد ناشی می شود. Hsp70 : پروتئین شوک حرارتی بوده که سبب القای تحمل گذارا در سلول می شود. |
| ذینفعان نتایج طرح |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| جواد محمودی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| فرشته فرج دخت | همکار اصلی |
| فرناز عقبائی | همکار اصلی |
| سعید صدیق اعتقاد | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر استرس گرمائی با افزایش رادیکال های آزاد و اختلال در تولید پروتئین های تنظیم گر به مخچه موش های آزمایشگاهی آسیب می زندمتن خبر روند افزایش دما بعنوان تهدیدی جدی برای سلامتی موجودات زنده به شمار می رود و در این بین بروز عوارض ناشی از آن به صورت استرس گرمائی می تواند با تخریب ساختارهای مغزی به اختلالات کشنده ای منجر گردد. مخچه یکی از مناطق مغزی است که کارکردهای فراوانی در تنظیم و تعادل حرکتی دارد. عملکرد صحیح سلول های عصبی در این بخش مغز همانند سایربخش ها به پروتئین هائی موسوم به چاپرونها بستگی دارد. در حقیقت آنها خانوادهای از پروتئینها هستند که نقش حیاتی در تثبیت پروتئینهای سلولهای عصبی دارند. در این مطالعه محققین دریافتند که با ایجاد استرس گرمائی با دمای 43 درجه سانتیگراد در موش های آزمایشگاهی، تغییرات آسیب زننده ای مانند افزایش عوامل اکسیدانی، مرگ سلولی و اختلال شدید در میزان شاپرون ها درمخچه روی میدهد. این نتایج می تواند به کشف سازکارهای مغزی مرتبط با آسیب های ناشی از استرس گرمائی منجر شود و محققین را برای ارائه درمانهای موثرتر سوق دهد. |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
