مقایسه میزان بیان ژن‌های TLR2 ،TLR4 ،NLRP3 و NOS2 در منوسیت‌های خون افراد مبتلا به سرطان روده بزرگ و گروه شاهد سالم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری ایمنی‌شناسی،گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استادگروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 دانشیار گروه جراحی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

زمینه و هدف: سرطان روده بزرگ، سومین سرطان متداول و دومین عامل مرگ‌ومیر ناشی از سرطان در ایالات متحده آمریکا و همچنین، به‌ترتیب سومین و چهارمین سرطان متداول در مردان و زنان ایرانی محسوب می‌گردد. این بیماری در صورت تشخیص در مراحل اولیه، قابل درمان است. لذا با این فرضیه که میزان بیان ژن‌های آماسی منوسیت‌های خون محیطی بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ با افراد سالم، متفاوت است؛ این پژوهش با هدف پی بردن به نقش آماس در تکوین سرطان روده بزرگ با تکیه بر نمای ایمونوپاتولوژیک آن به‌منظور کمک به تشخیص در مراحل اولیه انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش که به‌صورت موردی- شاهدی انجام شد میزان بیان ژن‌های TLR2، TLR4، NLRP3 و NOS2 در 12 بیمار مبتلا به سرطان روده بزرگ تأیید شدهstage II  با روش TNM و 12 فرد سالم مراجعه‌کننده برای غربالگری این سرطان، پس از استخراج RNA از منوسیت‌های خون دو گروه و ساخت cDNA، با استفاده از روشqPCR  مقایسه شد. در این مطالعه از ژن β-actin به‌عنوان ژن مرجع استفاده گردید.
یافته‌ها: میزان بیان TLR2 و  TLR4در سطح mRNA در مبتلایان به سرطان روده بزرگ در مقایسه با گروه کنترل سالم به‌طور معنی‌داری کمتر بود .(p <0.05) میزان بیان  NLRP3در گروه مبتلایان به سرطان روده بزرگ در مقایسه با گروه کنترل سالم، افزایش نسبی نشان داد اما معنی‌دار نبود. در مقابل، میزان بیان ژن NOS2 در گروه مبتلایان به سرطان روده بزرگ در مقایسه با گروه کنترل سالم به‌طور معنی‌داری افزایش داشت (p <0.05).
نتیجه‌گیری: با توجه به تغییرات معنی‌دار بیان ژنی TLR2، TLR4 و  NOS2در منوسیت‌های بیماران مبتلا به گرید II سرطان روده بزرگ و نقش واکنش‌های آماسی در تکوین این سرطان، می‌توان از این یافته‌ها نیز در کنار سایر روش‌ها برای تشخیص و تعیین پیش‌آگهی این نوع سرطان استفاده کرد. هر چند این امر نیاز به مطالعات بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of the Expression Level of TLR2, TLR4, NLRP3 and NOS2 Genes in Peripheral Blood Monocytes of Colorectal Cancer Patients and Healthy Controls

نویسندگان [English]

  • mohsen mohammadi 1
  • nowrouz delirezh 2
  • Jalil Mehrzad 3
  • Abbas Abdollahi 4
1 Ph.D of Immunology, Microbiology Group, Faculty of Veterinary Medicine, Urmia University, Urmia, Iran
2 Associate Professor, Microbiology Group, Faculty of Veterinary Medicine, Urmia University, Urmia, Iran
3 Professor, Microbiology and Immunology Group, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Iran
4 Associate Professor, Department of Surgery, Faculty of Medicine, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Introduction: Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer diagnosed and the second leading cause of cancer related death for both men and women in the United States of America (US) and also, is the third and fourth common cancer in Iranian men and women, respectively. It is curable in its early stages; we hypothesized” the inflammatory gene expression level of the peripheral monocytes of CRC patients is different from control healthy persons”. Therefore, this research was done with the aim of finding of the role of inflammation in the formation of CRC to help diagnosis and treatment of CRC in its early stages on the basis of its immunopathological view.
Materials and Methods: Inthis case-control study, the expression level of TLR2, TLR4, NLRP3 and NOS2 genes was compared following RNA extraction and cDNA synthesis from isolated monocytes of stage II CRC patients (confirmed by TNM method and before any chemotherapyand radiotherapy n=12) versus non-CRC healthy/controls (referred for CRC screening n=12) by qPCR method. The β- actin gene was used as the reference gene in this research.
Results: In CRC patientsmonocytes, the expression levels of TLR2 and TLR4 genes were significantly less than those of healthy controls (p < 0.05). The NLRP3 gene expression level in CRC group was slightly higher but, not significant. In contrast, the expression level of NOS2 gene in CRC group was significantly higher than that of in healthy controls (p < 0.05).
Conclusion: On the basis of the variations of the gene expression levels of TLR2, TLR4 and NOS2 in monocytes of stage II CRC patients and the role of inflammation in its formation, it is possible using this variations as CRC prognosis and in time treatment along with other methods; though, it needs more investigations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • beta actin
  • Colorectal cancer؛ Nitric oxide synthase 2؛ NLR family pyrin domain-containing protein3 (NLRP3)؛ Toll- like Receptor 2؛ Toll- like Receptor 4
[1]. Ansa BE, Coughlin, Steven S,Alema-Mensah, Ernest Smith, Selina A,, AL E. Evaluation of colorectal cancer incidence trends in the United States (2000–2014). Journal of Clinical Medicine. 2018;7(2):22.
[2]. Dolatkhah R, Somi, MH, Bonyadi, MJ, Asvadi Kermani, I, Farassati ,F, Dastgiri ,S. , al. e. Colorectal cancer in iran: molecular epidemiology and screening strategies. . J Cancer Epidemiol. 2015;2015:643020
[3]. Rafa H, Benkhelifa,S, AitYounes,S, Saoula,H., al. e. All-Trans Retinoic Acid Modulates TLR4/NF-kB Signaling Pathway Targeting TNF-alfa and Nitric Oxide Synthase 2 Expression in Colonic Mucosa during Ulcerative Colitis and Colitis Associated Cancer. Mediators of Inflammation. 2017:1-16.
[4]. M. Ramos ML, M. Esteva. , . ea. “Knowledge and attitudes of primary healthcare patients regarding population based screening for colorectal cancer,”. ,BMC Cancer,. 2011: 11:408,1-11.
[5]. Hanash SM BC, Kallioniemi .,et al. Emerging molecular biomarkers–blood-based strategies to detect and monitor cancer. . Nat Rev Clin Oncol.,2011;8:142-150.
[6]. Masatsune Shibutani KM, Hisashi Nagahara, Tatsunari Fukuoka, Shigetomi Nakao, Shinji Matsutani,Kosei Hirakawa and Masaichi Ohira.,et al. The peripheral monocyte count is associated with the density of tumorassociated macrophages in the tumor microenvironment of colorectal cancer: a retrospective study. BMC Cancer. 2017;17:404:1-7.
[7]. Mairi H. McLean1 GIM, Keith N. Stewart,,et al. The Inflammatory Microenvironment in Colorectal Neoplasia. plos one. 2010;6:1-8.
[8]. M. Honda YS, T. Yamashita. ,et al. “Differential gene expression profiling in blood from patients with digestive system cancers,”. Biochemical and Biophysical Research Communications,. 2010;400,no.1: 7–15.
[9]. Ziegler H, Ancuta, P, Crowe ,S, Dalod ,M, Grau, V, Hart ,DN, ,et al. Nomenclature of monocytes and dendritic cells in blood. Blood. 2010;116(16):e74-80.
[10].    Coillard A, Segura, Elodie. In vivo differentiation of human monocytes. Frontiers in immunology. 2019;10:1907.
[11].    Carlin LM,et al. Nr4a1-dependent Ly6c low monocytes monitor endothelial cells and orchestrate disposal. Cell. 2013;153(2):362-75.
[12].   Imhof BA,et al. CCN1/CYR61- mediated meticulous patrolling by LY6clow monocytes fuels vascular inflammation. Proc Nat Acad Sci,. 2016:201607710.
[13].   Yang J, Zhang L, Yu C, Yang X-F, Wang H. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases. Biomarker research. 2014;2(1):1-9.
[14].   Stanilova. NSSDMGDPJMCA,etal.Monocytes expression of IL-12 related and IL-10 genes in association with development of colorectal cancer. molecular biology reports. 2012;39:10895-902.
[15].    Hennessy  E, Parker ,AE,’Neill ,LAJ. ,et al. Targeting Toll-like receptors:emerging therapeutics? Nat Rev Drug Discov. 2010;(9):293-307.
[16].    Basith S MB, Yoo TH, Kim SG, Choi S .,et al. Roles of toll-like receptors in cancer: a double-edged sword for defense and offense. Arch Pharm Res. 2012;35:1297-316.
[17].    Chow MT, Möller, Andreas,Smyth, Mark J, editor. Inflammation and immune surveillance in cancer.Elsevier Seminars in cancer biology; 2012;(22):23-32.
[18].    Kolb RL, Janowski, AM, Sutterwala ,FS, et al,. Inflammasomes in cancer: a double-edged sword Protein,Cell. 2014;5 (1):12-20.
[19].    Janakiram NB, Chinthalapally V. The role of inflammation in colon cancer. Inflammation and cancer. 2014:25-52.
[20].    N.S. Stanilov ZGDSAS,et al. Higher TNF-Alpha Production Detected in Colorectal Cancer Patients Monocytes. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2012:107-10.
[21].    Mehrzad J, Bahari,A., Bassami ,MR., et al., Immunobiologically relevant level of aflatoxin B1 alters transcription of key functional immune genes, phagocytosis and survival of human dendritic cells. /jimlet. 2018;197:44-52.
[22].   Ali Ghorbani Ranjbary, Jalil Mehrzad, Hesam Dehghani AASH,et al. Variation in Blood and Colorectal Epithelia’s Key Trace Elements Along with Expression of Mismatch Repair Proteins from Localized and Metastatic Colorectal Cancer Patients. Biological Trace Element Research. 2019;194:66-75.
[23].    Chang Y-T, Huang, Chi-Shuan,Yao, Chung-Tay,Su, Sui-Lung,Terng, Harn-Jing,Chou, Hsiu-Ling,et al. Gene expression profile of peripheral blood in colorectal cancer. World journal of gastroenterology: WJG. 2014;20(39):14463.
[24].    Fridman W, Pag`es,F,Saut`es-Fridman,C, and Galon,J, al. e. “The immune contexture in human tumours: impact on clinical outcome,” Nature Reviews Cancer. 2012;12,no.4:298–306.
[25].    Zhang F, Wang ,H, Wang ,X, et al, al. e. TGF-β induces M2-like macrophage polarization via SNAIL-mediated suppression of a proinflammatory phenotype. Oncotarget. 2016;(7):52294-306.
[26].    Taryn  L, Santos,MF, Ahmed, A,et al.Toll-like receptor (TLR) expression of immune system cells from 2 metastatic breast cancer patients with circulating tumor cells. Experimental and Molecular Pathology. 2014;97(1):44-8.
[27].    Rebecca Kesselring JG, 2 Andreas Hiergeist,et al. IRAK-M Expression in Tumor Cells Supports Colorectal Cancer Progression through Reduction of Antimicrobial Defense and Stabilization of STAT3. Cancer Cell. 2016;29:684-96.
[28].    Qin He1 YF, Dean Tian1, Wei Yan1,et al. The contrasting roles of inflammasomes in cancer. Am J Cancer. 2018;8(4):566-83.
[29].    Ye .X Q, X, al. e. Gene Expression Analysis of Peripheral Blood Cells Reveals Toll-Like Receptor Pathway Deregulation in Colorectal Cancer. PLoS One. 2013;8(5):e62870.
[30].    Sarra Benkhelifa HR, said Belhadef,Hayat Ait-kaci,oussama Medieber Morad,et al. Aberrant upregulation of iNOS/NO system is correlated with an increased abundance of Foxp3+ cells and reduced effector/memory cell markers expression during colorectal cancer: immunomodulatory effects of cetuximab combined with chemotherapy. Inflammopharmacology. 2019;27(4):685-700.