سرطان PDF

‫سرطان‬ ‫‪1‬‬  ‫رفتارهاي عمومی سلولهاي سرطانی‪:‬‬ ‫‪ -1‬وابستگی آنها به پیام هاي سلول هاي دیگر بـراي رشـد‪ ،‬بقـا و تقس...

‫سرطان‬ ‫‪1‬‬  ‫رفتارهاي عمومی سلولهاي سرطانی‪:‬‬ ‫‪ -1‬وابستگی آنها به پیام هاي سلول هاي دیگر بـراي رشـد‪ ،‬بقـا و تقسـیم کـاهش می یابد‪.‬‬ ‫‪-2‬کمتر اقدام به خودکشی توسط آپوپتوز میکنند‪.‬‬ ‫‪-3‬میتوانند به طـور نامحـدودي تقسـیم شـوند‪.‬‬ ‫‪-4‬از نظـر ژنتیکی ناپایداراند‪.‬‬ ‫‪-5‬مهاجم هستند چون در آنها مولکول هاي اتصال سلول مانند کادهرین ها دچار نقص میباشند‪.‬‬ ‫‪-6‬در بافت هاي غریبه تکثیر و زندگی میکنند و سبب متاستاز میگردند‪.‬‬ ‫در سلولهاي سرطانی مهار تماسی (‪ )inhibition contact‬دیده نمی شود‪.‬‬ ‫در سلول هاي طبیعی کشـت داده شده پس از اینکه سلول ها به اندازه کافی تقسیم شدند و سطح محیط کشـت را کـامالً پوشـاندند‪ ،‬تقسـیم متوقـف میشود‪.‬‬ ‫این فرآیند را مهار تماسی می نامند‪.‬‬ ‫از طرفی تومورها‪ ،‬چه اولیه و چه ثانویه براي رشد و تشکیل اجرام بزرگ‪ ،‬نیاز به برقراري جریان خـون درون خـود دارنـد‪.‬‬ ‫‪2‬‬  ‫اکثر تومورها تشکیل رگ هاي خونی را طی فرایندي به نام‬ ‫آنژیوژنز )‪ )Angiogenesis‬در خود القاء مـیکننـد‪.‬‬ ‫مراحـل مختلف این فرآیند به ترتیب به این صورت است‪:‬‬ ‫تجزیه شدن غشاي پایه احاطه کننده مویرگی نزدیک به تومور‪،‬‬ ‫مهاجرت سلول هاي اندوتلیال مویرگ به درون تومور‪ ،‬تقسیم شدن‬ ‫این سلول هـاي انـدوتلیال و تشـکیل غشـاي پایـه جدیـد‬ ‫اطـراف مویرگ جدید‪.‬‬ ‫تومورهاي اولیه معموالً ترکیبی از خود ترشح مـیکننـد کـه‬ ‫آنژیوژنز در اطراف متاستارهاي ثانویه را مهار میکنند‪.‬بنابراین‬ ‫خارج کردن تومور اولیه با عمل جراحی‪ ،‬تومورهاي ثانویـه‬ ‫متاستاتیک آن را تحریک به رشد میکند‪.‬‬ ‫پروتئین هاي طبیعی متعددي مانند آنژیوژنین و اندوسـتاتین‬ ‫وجـود دارنـد کـه آنژیوژنز را مهار میکنند‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫تومورهای خوش خیم (‪ )Benign‬و تومورهای بدخیم)‪(Malignant‬‬ ‫‪4‬‬ 5  ‫چهار گروه از ژنها در فرآیند سرطان و گسترش آن دخالت دارند‪ :‬الف) ژن هاي سرطان زا (آنکوژن ها) ‪.‬ب) ژن هاي مهارکننده سرطان(تومورساپرسور ها)‬ ‫د) ژن هاي مرتبط با ترمیم ‪:DNA‬‬ ‫ج)ژن هاي مرتبط با آپوپتوز‬ ‫انکوژن ها در حالت طبیعی پروتوانکـوژن مـیباشـند که پروتئین هاي طبیعی که در کنترل رشد و تقسیم سلولی شرکت دارند‪ ،‬کـد مـیکننـد‪.‬‬ ‫بـراي مثـال پروتوانکـوژن هـاي‪ myc,fos,jun‬پروتئین هایی را کدگذاري میکنند که در حالت طبیعی در هسته قرار داشته و به عنـوان پـروتئین هـاي تنظیمی در‬ ‫رونویسی عمل میکنند‪.‬‬ ‫همچنین پروتوانکوژن هاي ‪ Src,Ras‬پروتئین هایی میباشند که در مسیر گـذر پیام ها در سلولها نقش دارند‪.‬‬ ‫جهش در این ژن ها سبب تبدیل آنها به انکوژن هاي فعال میشـود و سـپس بیـان آنهـا افزایش یافته و با تکثیر سلولی‪ ،‬تومور ایجاد میگردد‪.‬‬ ‫تغییرات بیان ژن در ارتباط با آنکوژن ها باعث میشود میزان بیان افزایش پیدا کند و در نهایت میزان محصول نیز افزایش مییابد‪.‬‬ ‫از ژنهاي مهارکننده سرطان نیز میتوان به ژن ‪ (p53‬القا اپوپتوز) و ‪ (P21‬توقف چرخه سلولی در‪ ( G1‬اشاره کرد‪.‬‬ ‫تمامی مسیرهاي تغییرات بیان ژن از مسیر سیگنالینگ میگذرد‪.‬‬ ‫در سلول ها بی نهایت ژن و مسیر سیگنالینگ وجود دارد که میتوانند باعث فعال سازي و یا عدم فعال سازي شوند‪.‬‬ ‫این ژن ها در حالت عادي پروتوآنکوژن نامیده میشوند ولی در صورت بروز جهش در آنها به آنکوژن تبدیل میشوند که باعث بروز سرطان میشود‪.‬‬ ‫این ژن ها مسئول تمایز و مرگ سلولی هستند‪ ،‬اگر تمایز و مرگ سلولی از حالت عادي خود خارج شود سرطان ایجاد میشود‪.‬‬ ‫پروتوآنکوژن ها میتوانند از طریق جهش نقطه اي‪ ،‬تکثیر ژنی و جابجایی کروموزومی فعال شوند‪.‬‬ ‫از ژن هاي مرتبط با آپوپتوزمیتوان به پروتئین هاي کاسپاز و خانواده‪ BCL2‬اشاره کرد‪.‬‬ ‫از ژن هاي مرتبط با ترمیم ‪ DNA‬به ‪ BRCA1/BRCA2‬در سرطان پستان میتوان اشاره کرد‪.‬‬ ‫‪6‬‬ 7 8  ‫هایپرپالزي )‪ :)hyperplasia‬هایپرپالزي به معنی افزایش تعداد سلولها در یک بافت (ساختمان) است‪.‬در هایپرپالزي در پاسخ به استرس محیطی‪ ،‬تعداد سلولهاي‬ ‫افزایش مییابد‪.‬‬ ‫هایپرتروفی )‪ :)hypertrophy‬در هایپرتروفی در پاسخ به استرس محیطی‪ ،‬اندازه سلول بزرگتر میشود ولی تغییري در تعداد آن رخ نمیدهد‪.‬‬ ‫هایپرپالزي و هایپروتروفی معموالً به طور همزمان با یکدیگر رخ میدهند‪.‬مثالً در بارداري‪ ،‬هم تعداد سلولهاي اندومتر افزایش مییابد و هم اندازهشان بزرگتر میشود‪.‬‬ ‫دیسپالزي)‪ :)dysplasia‬حالتی از نتایج تقسیم سلولی است که در آن سلولها به صورت بدشکل تقسیم شدهاند و بافتی که از این تقسیم حاصل میشود ظاهري نامنظم‬ ‫دارد‪.‬‬ ‫ئوپالزي )‪ :)neoplasia‬نئوپالزي نوعی تقسیم و تغییر سلولی است که در نتیجه آن نوع جدیدي از سلول ایجاد میشود‪.‬این بافتها بدون توجه به محیط اطرافشان و‬ ‫پیامهایی که میرسد‪ ،‬میتوانند تقسیم شوند و خودمختار و مستقل اند‪.‬‬ ‫‪9‬‬  ‫پروتئین ‪ p53‬شروع کننده مرگ برنامه ریزي شده سلولی یا همان آپوپتوز است‪.‬این پروتئین میتواند تنش ها را تشخیص دهد و به نوعی‪ ،‬نقش سنسوري دارد‪.‬‬ ‫این پروتئین می تواند این تنش ها و استرس ها را به پروتئین هاي دیگر اطالع رسانی کند تا مسیر سیگنالینگی به راه افتد که در بهترین حالت‪ ،‬این اتفاق منجر به‬ ‫آپوپتوز میشود‪.‬پروتئین ‪ p53‬به تنهایی موجب مهار مسیرهاي ناشی از تنش ها نمیشود و با تحریک پروتئین هاي‪ DNA repair‬باعث میشود که به آسیب هاي وارد‬ ‫شده به ژن ها رسیدگی شود‪.‬وقتی سلول هاي صدمه دیده قابل بازسازي نباشند‪ ،‬پروتئین ‪ p53‬باعث تحریک برخی پروتئین ها و در نتیجه آپوپتوز در سلول میشود‪.‬‬ ‫هنگامی که ‪ DNA‬آسیب میبیند‪ ،‬غلظت و فعالیت پروتئین ‪ p53‬افزایش می یابد‪.‬سپس این پروتئین به ناحیه تنظیمی ژن مربوط به پروتئین ‪ p21‬چسبیده و‬ ‫رونویسی این ژن را تحرك کـرده و ‪ p21‬سـنتز مـیشـود‪.‬سـپس ‪ p21‬کـه یـک پروتئین بازدارنده ‪ Cdk‬میباشد‪ ،‬به کمپلکس سیکلین‪ Cdk-‬اتصال یافته و آن‬ ‫را غیرفعال میکند‪.‬در این حالت سـلول نمیتواند از فاز ‪ G1‬به فاز ‪ S‬وارد شود و بنابراین فرصتی براي ترمیم ‪ DNA‬آسیب دیده به وجود می آید ولی اگر سـلول در‬ ‫فاز ‪ S‬باشد‪ ،‬پروتئین ‪ p21‬به ‪ PCNA‬مربوط به ‪ DNA‬پلیمراز دلتا متصل شده و آن را غیرفعال میکند‪.‬‬ ‫اما اگر در بیان ژن ‪ p53‬اختاللی ایجاد گردد و یا این پروتئین اشتباه عمل کند؛ زمینه براي ایجاد جهش و سرطانی شدن سلول فراهم میشود‪.‬‬ ‫حدود ‪ 50 %‬از سرطانها ناشی از جهش در ژن ‪ p53‬میباشد‪.‬‬ ‫فعالیت پروتئین ‪ p53‬به وسیله پروتئینی به نام ‪ Mdm2‬پایین نگه داشته میشود‪.‬هنگامـی کـه ایـن پـروتئین بـه ‪ p53‬متصل است‪ ،‬توانایی فعال کنندگی‬ ‫رونویسی پروتئین ‪ p53‬را کـاهش داده و بـا اضـافه کـردن مولکـول هـاي یوبی کوئیتین‪ ،‬آن را براي تجزیه پروتئوزومی آمـاده مـیکنـد‪.‬‬ ‫ژن ‪ Mdm2‬به وسیله خود ‪ p53‬فعال میشـود‪ ،‬بنـابراین ‪ Mdm2‬در یک چرخه خودتنظیمی با ‪ p53‬فعالیت میکند‪.‬‬ ‫عالوه بر ‪ p21‬دو پروتئین دیگر نیز به عنوان بازدارنده ‪ Cdk‬شناخته شده اند که ‪ p27‬و ‪ p57‬نام دارند‪.‬‬ ‫به همین دلیل به هـر سـه پـروتئین)‪ Cdk inhibitory proteins (CIP‬مـی گوینـد‪.‬‬ ‫هـر سـه پـروتئین از فعالیـت سـیکیلین ‪ CDK2-A‬ممانعت میکنند و بنابراین قبل از شروع همانندسازي ‪ ، DNA‬باید تجزیه شوند‪.‬‬ ‫‪10‬‬ 11  ‫انواع مرگ سلولی‬ ‫مرگ انتوتیک یا انتوزیس‬ Entotic cell death Ferroptosis ‫فروپتوزیز‬ Immunogenic cell death ‫مرگ سلولی ایمونوژنتیک‬ Lysosome-dependent cell death ‫مرگ نکروز ناشی از انتقال نفوذپذیری‬ Mitochondrial permeability transition (MPT)-driven ‫میتوکندری‬ necrosis Parthanatos / Mitotic death Pyroptosis / Necroptosis Oxeiptosis / NETotic cell death 12 13 14 ‫مرگ سلولی خودخواري یا اتوفاژي )‪(Autophagy‬‬ ‫مرگ غیر آپوپتوتیک است زیرا پروتئین هاي کاسپاز در آن فعال‬ ‫نمی شوند‪.‬‬ ‫ماکرو اتوفاژي‪ :‬محتواي سیتوپالسمی از طریق ادغام با اتوفاگوزوم‬ ‫به لیزوزوم تحویل داده شده تا یک اتولیزوزوم تشکیل شود‪.‬‬ ‫میکرو اتوفاژي‪ :‬محتواي سیتوپالسمی توسط هجوم غشاي لیزوزوم‬ ‫بلعیده میشود‪.‬‬ ‫اتوفاژي با واسطه چاپرون‪ :‬پروتئینهاي هدف که در غشاي‬ ‫لیزوزوم بهصورت کمپلکس با پروتئینهاي چاپرون حمل میشوند‪،‬‬ ‫پس از شناسایی توسط گیرنده غشاي لیزوزومی‪ ،‬پروتئین هاي‬ ‫غشایی مرتبط با لیزوزوم‪ ،‬تخریب میشوند‪.‬‬ ‫‪15‬‬  ‫مراحل اتوفاژي‪:‬‬ ‫نقش اتوفاژي‪:‬‬ ‫تشکیل فاز اولیه‪ :‬فرآیند اتوفاژي با تشکیل ساختارهایی به نام فاز‬ ‫اولیه اتوفاژي شروع میشود که بهعنوان یک غشاي دوگانه‬ ‫حفظ تعادل سلولی‪ :‬اتوفاژي به حذف پروتئینهاي تجمع‬ ‫)‪ (membrane‬در اطراف مواد زائد (مانند پروتئینها یا ارگانلهاي‬ ‫یافته یا اندامکهاي آسیبدیده کمک میکند‪.‬‬ ‫آسیبدیده) ایجاد میشود‪.‬‬ ‫پاسخ به استرس‪ :‬در شرایطی مانند کمبود تغذیه یا‬ ‫آسیبهاي محیطی‪ ،‬اتوفاژي به سلول کمک میکند تا انرژي‬ ‫تشکیل اتوفاگوزوم‪ :‬این غشاي دوگانه از نظر ساختاري تبدیل به‬ ‫و مواد اولیه الزم براي بقاي خود را از منابع داخلی تأمین‬ ‫اتوفاگوزوم میشود که مواد درون آن بهطور کامل محصور میشوند‪.‬‬ ‫کند‪.‬‬ ‫اتصال به لیزوزوم‪ :‬اتوفاگوزوم سپس با لیزوزومها ترکیب میشود تا‬ ‫حذف ارگانلهاي آسیبدیده‪ :‬مانند میتوکندريهاي‬ ‫به ساختار دیگري به نام اتوفاگولیزوزوم تبدیل شود‪.‬‬ ‫آسیبدیده که در جلوگیري از تجمع سلولهاي آسیبدیده‬ ‫و جلوگیري از بیماريهاي مختلف‪ ،‬بهویژه بیماريهاي‬ ‫عصبی‪ ،‬مهم است‪.‬‬ ‫تجزیه محتویات‪ :‬در این مرحله‪ ،‬آنزیمهاي موجود در لیزوزومها‬ ‫(مانند پروتئازها و لیپازها) محتواي اتوفاگوزوم را تجزیه میکنند و‬ ‫نقش در ایمنی‪ :‬اتوفاژي به ایمنی سلولی کمک میکند‪ ،‬زیرا‬ ‫اجزاي سلولی به اجزاي پایه تبدیل میشوند که میتوانند دوباره‬ ‫اجزاي سلولی میتوانند مواد خارجی (مانند ویروسها و‬ ‫براي ساخت ترکیبات جدید در داخل سلول مورد استفاده قرار‬ ‫باکتريها) را بلعیده و تجزیه کنند‪.‬‬ ‫گیرند‬ ‫‪16‬‬ ‫بیگانه خواري یا فاگوسیتوز‬ ‫‪17‬‬  ‫نقش فاگوسیتوز‪:‬‬ ‫مراحل فاگوسیتوز‪:‬‬ ‫دفاع ایمنی‪ :‬فاگوسیتوز نقش حیاتی در دفاع ایمنی‬ ‫شناسایی و اتصال‪ :‬فاگوسیتها ابتدا ذرات هدف (مانند میکروبها بدن دارد‪.‬فاگوسیتها میکروبها و سایر عوامل‬ ‫یا سلولهاي مرده) را شناسایی میکنند‪.‬این شناسایی معمو ً‬ ‫ال‬ ‫بیماريزا را شناسایی و از بدن حذف میکنند‪.‬‬ ‫توسط گیرندههایی در سطح فاگوسیتها انجام میشود که به‬ ‫مولکولهاي سطحی روي هدف متصل میشوند‪.‬‬ ‫حذف سلولهاي مرده‪ :‬فاگوسیتها سلولهاي مرده و‬ ‫بلعیدن ذره‪ :‬پس از شناسایی‪ ،‬فاگوسیتها بهطور فیزیکی ذره را‬ ‫آسیبدیده را از بافتها پاك میکنند‪ ،‬که به ترمیم‬ ‫احاطه کرده و آن را به داخل خود بلعیده و درون فاگوزوم حبس‬ ‫بافتها و پیشگیري از التهاب کمک میکند‪.‬‬ ‫میکنند‪.‬‬ ‫تنظیم پاسخ ایمنی‪ :‬این فرآیند همچنین به تنظیم و‬ ‫ترکیب با لیزوزوم‪ :‬فاگوزوم به لیزوزومها متصل میشود تا بهطور‬ ‫مشترك یک ساختار به نام فاگولیزوزوم ایجاد کنند‪.‬‬ ‫تقویت پاسخهاي ایمنی بدن کمک میکند‪ ،‬زیرا‬ ‫فاگوسیتها میتوانند آنتیژنها را پردازش کرده و به‬ ‫تجزیه محتویات‪ :‬آنزیمهاي موجود در لیزوزومها مواد بلعیدهشده‬ ‫سایر سلولهاي ایمنی مانند سلولهاي ‪T‬منتقل کنند‪.‬‬ ‫را تجزیه میکنند تا اجزاي آنها به شکل مواد قابل استفاده براي‬ ‫سلول درآید‪.‬‬ ‫‪18‬‬  ‫آپوپتوز )‪(apoptaosis‬‬ ‫هنگامی که سلولی در بدن نیاز نباشد‪ ،‬با فعال شدن مرگ درون سلولی به سوي خودکشی سوق داده میشود‪.‬‬ ‫به این فرآیند مرگ برنامه ریزي شده سلولی و یا اصـطالحاً آپوپتـوز میگوییم و از دو مسیر خارجی (وابسته به گیرنده مرگ) و داخلی (میتوکندریایی) انجام میشود‪.‬‬ ‫میـزان آپوپتـوز در جنـین و بافـت هـاي بزرگساالن زیاد است‪.‬براي مثال در تکوین دستگاه عصبی مهره داران‪ ،‬بیش از نیمی از سلول هاي عصبی پـس از ایجـاد‪،‬‬ ‫میمیرند‪.‬دست ها و پاهاي انسان در طی دوران تکوین جنینی از طریق آپوپتـوز شـکل مـی گیرنـد‪.‬از بـین رفـتن دم در قورباغه بالغ طی فرایند دگردیسی از‬ ‫طریق آپوپتوز اتفاق میافتد‪.‬‬ ‫آپوپتوز یک سیستم دفاعی مهم در برابر سرطان است‪.‬ژن ‪ p53‬در آپوپتـوز نقـش دارد‪.‬هـمچنـین اگـر میـزان تخریـب ‪ DNA‬به حدي باشد که سلول قادر به‬ ‫تعمیر آن نباشد‪ ،‬سلول به سمت آپوپتوز میرود‪.‬‬ ‫برخالف آپوپتوز سلول هایی که در پاسخ به آسیب بافتی میمیرند‪ ،‬تغییرات مورفولوژیکی متفاوتی را نشان میدهند که به این حالت نکروز (‪ )necrosis‬گویند‪.‬‬ ‫معموالً سلول هایی که این روند را متحمل میشوند‪ ،‬متورم شده و محتویات خود را رها میکنند که میتوانند به سلول هاي اطراف آسیب رسانده و در نهایت باعث‬ ‫التهاب گردند‪.‬آپوپتوز مرگ فیزیولوژیک سلولی است و در طی تحریکات خاصی اتفاق میافتد در حالیکه نکروز مرگ پاتولوژیک و ناگهانی سلول است و در طی آسیب‬ ‫هاي شدید به سلول اتفاق میافتد که باعث التهاب میشود‪.‬‬ ‫آپوپتوز به وسیله خانواده از پروئتازها به نام کاسپازها (پروتئین هاي سیستئین‪ -‬آسپارتات) انجام مـیشـود کـه در جایگـاه فعال خود داراي اسید آمینه سیستئین‬ ‫میباشند و اتصال پپتیدي را به طور ویژه بعد از باقیمانده اسید آمینـه آسـپارتات هیدرولیز میکنند‪.‬شکل غیرفعال آنها پروکاسپاز است که در اثر هضم‬ ‫پروتئولیتیکی فعال می شوند‪.‬‬ ‫کاسپاز فعـال شـده‪ ،‬شکافته شده و دیگر اعضاء خانواده را فعال میکند و منجر بـه تشـدید آبشـار پروتئولیتیـک مـیگـردد‪.‬آنهـا نیـز سـایر پروتئین هاي سلولی‬ ‫مانند المین هاي هسته اي را برش میدهند‪.‬‬ ‫‪19‬‬ 20 21  ‫مکانیسم آپوپتوز از طریق چند نوع مسیر انجام میشود‬ ‫الف) مسیر داخلی یا میتوکندریایی آپوپتوز‪:‬‬ ‫زمانیکه سلول در معرض استرس و تنش قرار میگیرد میزان پروتئین ‪ p53‬و ‪ p21‬افزایش پیدا میکند‪.‬در اثر افزایش میزان پروتئین ‪ p53‬در سلول‪ ،‬پروتئین های دیگری در سلول فعال میشوند‬ ‫و میزان آنها در سلول افزایش پیدا میکند( پروتئین های ‪ PUMA‬و ‪ )NUXA‬در اثر افزایش ‪ p53‬فعال شده و سپس میزان پروتئین ‪ BAX‬نیز افزایش می یابد‪.‬در ادامه ‪ BAX‬با پروتئین‬ ‫دیگری بنام ‪ BAK‬دایمر میشود و میزان ‪ BCL2‬کاهش می یابد‪.‬سلول به سمت مسیر داخلی آپوپتوزیس پیش میرود‪.‬در واقع دایمر ‪ BAX/BAK‬همانند یک خنجر در غشای میتوکندری‬ ‫فرو میرود‪.‬در اثر این آسیب پروتئین سیتوکروم ‪ c‬که در زنجیره انتقال الکترون و در غشای داخلی میتوکندری حضور دارد‪ ،‬از غشای آسیب دیده میتوکندری رها شده و وارد فضای سیتوپالسمی‬ ‫میشود‪.‬در داخل سیتوپالسم پروتئینی بنام ‪ Apaf-1‬وجود دارد‪ ،‬سیتوکروم ‪ c‬باین پروتئین متصل میشود و موجب تغییر شکل فضایی پروتئین ‪ Apaf-1‬میشود‪.‬کمپلکس آپوپتوزوم ایجاد‬ ‫میشود‪ ،‬کاسپاز آغازگر ‪ 9‬فعال میشود و کاسپازهای اجرایی‪7 ، 6‬و ‪3‬را فعال میکند‪ ،‬در همین مرحله کاسپاز ‪ 3‬میتواند با برش اسکلت سلولی ( ‪F-actin‬ها) موجب آپوپتوز شود و یا کاسپاز ‪3‬‬ ‫میتواند‪ ICAD ،‬را که مهار کننده پروتئین ‪ CAD‬میباشد و در حالت نرمال به آن متصل است را از ‪ CAD‬جدا کند‪ CAD.‬وارد هسته سلول میشود و از طریق برش رشته های‪DNA‬‬ ‫موجب القای آپوپتوز در مسیر داخلی میشود‪.‬‬ ‫‪22‬‬  ‫مراحل فعال شدن مسیر داخلی‪:‬‬ ‫استرسهاي درونسلولی‪ :‬این استرسها میتوانند شامل آسیب به ‪ ،DNA‬نقص در عملکرد میتوکندري‪ ،‬تجمع پروتئینهاي غیرطبیعی‪ ،‬یا‬ ‫ ‬ ‫کمبود انرژي باشند‪.‬‬ ‫آزاد شدن سیترات سیتوکروم‪ : C‬در واکنش به این استرسها‪ ،‬میتوکندريها دچار تغییرات ساختاري میشوند و در نتیجه سیتوکروم ‪ C‬از‬ ‫ ‬ ‫فضاي میانمیتوکندري به سیتوپالسم رها میشود‪.‬‬ ‫تشکیل کمپلکس آپوپتوزومی‪ :‬آزاد شدن سیترات سیتوکروم ‪ C‬به همراه پروتئینهاي دیگر مانند‪ Apaf-1‬باعث تشکیل کمپلکسی به نام‬ ‫ ‬ ‫آپوپتوزوم میشود‪.‬‬ ‫فعال شدن کاسپازها‪ :‬کمپلکس آپوپتوزوم کاسپاز ‪ 9‬را فعال میکند‪ ،‬که به نوبه خود کاسپازهاي پاییندستی مانند کاسپاز‪ 6 ،3‬و ‪ 7‬را فعال‬ ‫ ‬ ‫میکند‪.‬این کاسپازها پروتئینهاي ساختاري و آنزیمهاي داخل سلولی را تجزیه کرده و باعث مرگ سلول میشوند‪.‬‬ ‫‪23‬‬  ‫ب) مسیر خارجی آپوپتوز‪:‬‬ ‫مسیر خارجی در سلول هاي ایمنی اتفاق میافتد و با گیرندههاي آپوپتوزي یا‬ ‫گیرندههاي مرگ فعال میشود که در غشاي بیشتر سلولهاي بدن وجود دارد‬ ‫و از خانواده گیرندههاي فاکتور نکروز تومور (‪ (TNF‬است‪.‬‬ ‫از طریق لیگاند ‪ Tnf-α‬و اتصال با دومین سیتوپالسمی گیرنده مرگ ‪،Fas‬‬ ‫مسیر خارجی القا میشود‪.‬‬ ‫با اتصال لیگاند مرگ به گیرنده مرگ اداپتورهاي ‪TRADD‬و ‪ FADD‬به‬ ‫گیرنده هاي مرگ متصل می شوند‪.‬در این مسیر کاسپاز ‪ 8‬و ‪ 10‬دخیل‬ ‫هستند کاسپاز ‪ 8‬موجب فعال شدن کاسپاز ‪ 3‬میشود که کاسپار ‪ 3‬میتواند از‬ ‫طریق برش میکروفیالمنت هاي اکتینی باعث القاي آپوپتوز شود و یا اینکه از‬ ‫طریق جدا کردن ‪ ICAD‬از ‪ CAD‬و ورود ‪ CAD‬به داخل هسته سلولی و‬ ‫برش رشته هاي ‪ DNA‬باعث القاي آپوپتوز شود‪.‬‬ ‫کاسپاز ‪ 8‬همچنین میتواند باعث شود پروتئینی بنام ‪ Bid‬فعال شود‪ ،‬این‬ ‫پروتئین نقشی همانند ‪ p53‬را در پیش گرفته‪ ،‬میزان ‪ Bax‬را افزایش داده و‬ ‫ادامه مسیر همانند مسیر داخلی پیش میرود‪.‬‬ ‫‪24‬‬  ‫مراحل فعال شدن مسیر خارجی‪:‬‬ ‫◦ فعال شدن گیرندههاي مرگ‪ :‬این مسیر با تعامل مولکولهاي مرگزاي خارجی مانند )‪ FasL (Fas Ligand‬یا ‪TNF-α‬‬ ‫)‪ (TumorNecrosisFactor alpha‬با گیرندههاي مرگزا مانند ‪ Fas‬یا ‪ TNF-R1‬در سطح سلول آغاز میشود‪.‬‬ ‫◦ تشکیل کمپلکس مرگ‪ :‬هنگامی که این مولکولها به گیرندههاي خود متصل میشوند‪ ،‬پروتئینهاي ‪(Fas-associated death‬‬ ‫)‪ FADD domain‬و )‪TRADD (TNF receptor-associated death domain‬به گیرندهها متصل میشوند و یک کمپلکس مرگ‬ ‫را تشکیل میدهند‪.‬‬ ‫◦ فعال شدن کاسپاز ‪ :8‬کمپلکس مرگ کاسپاز‪ 8‬را فعال میکند‪.‬این کاسپاز در ادامه کاسپازهاي پاییندستی مانند کاسپاز‪ 6 ،3‬و ‪ 7‬را فعال‬ ‫میکند که باعث تجزیه پروتئینهاي ضروري سلولی و مرگ سلول میشود‪.‬‬ ‫◦ مکانیسمهاي مکمل‪ :‬در برخی موارد‪ ،‬مسیر خارجی میتواند با مسیر داخلی (میتوکندري) ترکیب شود‪ ،‬که در آن کاسپاز‪ 8‬میتواند بهطور‬ ‫غیرمستقیم میتوکندريها را تحت تأثیر قرار دهد و آزادسازي سیترات سیتوکروم ‪ C‬را تحریک کند‪.‬‬ ‫‪25‬‬ 26 27  ‫نکروز‬ ‫مرگ نکروز نوعی مرگ غیر فعال می باشد و نوعی مرگ پاتولوژیک است‪.‬‬ ‫مهمترین ویژگی نکروز التهاب است و میتواند توسط یک القا خارج سلولی رخ می دهد مثل جراحت یا سکته در سلول هاي میوکارد قلبی و در‬ ‫بیماري هاي التهابی و عفونی مثل بیماري سل و سرطان بروز کند‪.‬حتی شیمی درمانی و ترکیبات سمی‪.‬‬ ‫معموال سلول بزرگ و متورم می شود و محتویات سلولی با پاره شدن غشا سلولی به بیرون می ریزد در نتیجه با حذف غشا عبور و مرور مواد از‬ ‫کنترل خارج شده و نهایتا تجزیه و تخریب سلول رخ می دهد و هسته سلول متالشی می شود‪.‬‬ ‫ورود کلسیم از خارج به درون سلول از طریق کانال کلسیم می باشد از طرف دیگر شبکه آندوپالسمی اندامکی است که محل ذخیره یون کلسیم‬ ‫است‪.‬‬ ‫القا عوامل محیطی نکروز دهنده می تواند با تاثیر بر کانال هاي غشایی سلول همراه باشد‪.‬یون هاي کلسیم هم از شبکه آندوپالسمی به داخل‬ ‫سیتوزول وارد شده و هم از طریق کانال هاي کلسیمی وارد سیتوزول می شود این امر باعث افزایش تراکم کلسیم سیتوپالسمی شده که به دنبال آن‬ ‫پروتئین هایی نظیر کالپائین‪ ،‬کاتپسین و کاسپاز ها فعال می شوند‪.‬این پروتئین ها می توانند بر اندامک هاي درون سلولی مختلف مرگ سلولی را‬ ‫القا کنند‪.‬‬ ‫براي مثال پروتئین کالپائین باعث تخریب غشا لیزوزم می شود در نتیجه پروتئین کاتپسین آزاد می شود که عامل مرگ سلولی است‪.‬‬ ‫همچنین فعال شدن کاسپازها نیز با تاثیر بر پروتئین هاي سلولی می تواند مرگ سلولی را القا کند‪.‬‬ ‫‪28‬‬ 29 ‫مرگ به واسطه کتستروف ها‬ ‫مرگ در طی میتوز در محل چک پوینت هاي چرخه سلولی‪.‬‬ ‫در این پدیده میکروتوبول ها آسیب میبینند زیرا فرایندهایی که در طی آن‬ ‫میکروتوبول ها پایدار یا ناپایداري می شوند باعث فرایندهاي سلولی مثل حرکت و‬ ‫انقباض می شود‪.‬اگر چنین مرگی اتفاق بیافتد با مختل شدن میکروتوبول ها کل‬ ‫حرکات‪ ،‬انقباضات‪ ،‬تشکیل رشته هاي دوك در تقسیم سلولی مختل می شود‪.‬‬ ‫پروتئین کتستروف میکروتوبول ها را تکه تکه می کند و چون این میکروتوبول ها‬ ‫ساختار دوك میتوزي را تشکیل می دهند و باعث جابجایی کروموزوم ها در طی‬ ‫میتوز می شوند‪.‬‬ ‫این نوع مرگ با التهاب همراه است و توسط عوامل درونی سلول می تواند القا شود‪.‬‬ ‫در انتهاي مثبت میکروتوبول ها همیشه سرعت اضافه شدن توبولین هاي آلفا و بتا‬ ‫بیشتر از انتهاي منفی است وگاهی در حضور کتستروف ها تکه تکه شدن یا‬ ‫‪ shrinking‬میکروتوبول ها در انتهاي مثبت اتفاق می افتد که می تواند موجبات‬ ‫مرگ سلول را با حذف میکروتوبول ها فراهم کند‪.‬‬ ‫‪30‬‬  ‫برخی روش هاي آزمایشگاهی براي شناسایی ناپایداري ژنومی‬ ‫تست میکروهسته )‪ :(Micro Nucleus Assay‬این روش براي شناسایی آسیبهاي ژنتیکی و جهشها استفاده میشود و میکروهستهها را در سلولها شناسایی میکند‪.‬‬ ‫تست )‪ : SISTER CHROMATID EXCHANGE (SCE‬این روش تبادل بین خواهر کروماتیدها را ارزیابی میکند و به شناسایی آسیبهاي ‪ DNA‬و جهشها کمک‬ ‫میکند‪.‬‬ ‫آزمون )‪ : CIRCULAR DICHROISM (CD‬این روش به بررسی ساختارهاي دوتایی ‪ DNA‬و تغییرات آنها در برابر عوامل آسیبزا میپردازد‪.‬‬ ‫روش )‪ :PCR (Polymerase Chain Reaction‬این روش براي شناسایی جهشها و تغییرات در توالیهاي ‪ DNA‬استفاده میشود و حساسیت باالیی دارد‪.‬‬ ‫آزمون ‪ :TRIPLEX FORMATION‬این روش به بررسی توانایی ‪ DNA‬در ایجاد ساختارهاي سهتایی در برابر مواد شیمیایی و عوامل آسیبزا میپردازد‪.‬‬ ‫روش ‪ :NEXT-GEN SEQUENCING‬این تکنیک به تحلیل توالیهاي ‪ DNA‬و شناسایی جهشها و تغییرات ژنتیکی در سطح گسترده کمک میکند‪.‬‬ ‫‪31‬‬  ‫تست میکروهسته )‪(Micro Nucleus Assay‬‬ ‫یک روش آزمایشگاهی است که براي بررسی آسیبهاي ژنتیکی و جهشها در سلولها استفاده میشود‪.‬این تست به ویژه در مطالعات سمشناسی و ارزیابی مواد شیمیایی‬ ‫سرطانزا کاربرد دارد‪.‬‬ ‫مراحل اصلی تست میکروهسته‪:‬‬ ‫کشت سلول‪ :‬سلولها در شرایط کشت مناسب رشد داده میشوند‪.‬‬ ‫در معرض مواد شیمیایی قرار دادن ‪ :‬سلولها در معرض مواد شیمیایی یا عوامل آسیبزاي دیگر قرار میگیرند‪.‬‬ ‫متوقف کردن تقسیم سلولی‪ :‬با استفاده از ترکیبات خاص‪ ،‬مانند کلشیسین‪ ،‬تقسیم سلولی متوقف میشود تا سلولها در مرحله خاصی از چرخه سلولی بررسی شوند‪.‬‬ ‫رنگآمیزي و مشاهده‪ :‬پس از رنگآمیزي‪ ،‬سلولها تحت میکروسکوپ بررسی میشوند تا وجود میکروهستهها شناسایی شود‪.‬‬ ‫میکروهستهها‪ :‬هستههاي کوچکی هستند که به دلیل آسیبهاي ‪ DNA‬یا نقص در تقسیم سلولی به وجود میآیند‪.‬این ساختارها به راحتی قابل شناسایی و شمارش هستند و‬ ‫افزایش تعداد آنها نشاندهنده آسیب ژنتیکی و خطرات بالقوه سرطانزایی است‪.‬‬ ‫کاربردها‪:‬‬ ‫ارزیابی تأثیر مواد شیمیایی بر ‪. DNA‬‬ ‫بررسی پتانسیل جهشزایی و سرطانزایی‪.‬‬ ‫استفاده در مطالعات بیولوژیکی و محیطی‪.‬‬ ‫تست میکروهسته به عنوان ابزاري موثر در پژوهشهاي علمی و ارزیابی ایمنی مواد شیمیایی شناخته میشود‪.‬‬ ‫‪32‬‬  ‫تست )‪Sister Chromatid Exchange (SCE‬‬ ‫یک روش آزمایشگاهی است که براي بررسی تبادل اطالعات ژنتیکی بین کروماتیدهاي خواهري در طی تقسیم سلولی (میوز یا میتوز) استفاده میشود‪.‬‬ ‫این تست به ویژه براي ارزیابی آسیبهاي ‪ DNA‬و پتانسیل سرطانزایی مواد شیمیایی به کار میرود‪.‬‬ ‫مراحل اصلی تست ‪: SCE‬‬ ‫کشت سلول‪ :‬سلولها در شرایط مناسب کشت داده میشوند تا تقسیم شوند‪.‬‬ ‫توقف تقسیم‪ :‬با استفاده از مواد شیمیایی خاص‪ ،‬تقسیم سلولی متوقف میشود و سلولها در مرحله مشخصی از چرخه سلولی نگهداشته میشوند‪.‬‬ ‫رنگآمیزي‪ :‬با استفاده از رنگهاي خاص‪ ،‬کروماتیدهاي خواهري رنگآمیزي میشوند تا تبادل بین آنها قابل مشاهده باشد‪.‬‬ ‫مشاهده میکروسکوپی‪ :‬با میکروسکوپ‪ ،‬تبادلهاي بین کروماتیدها شناسایی و شمارش میشوند‪.‬‬ ‫کاربردها‪:‬‬ ‫ارزیابی اثرات مواد شیمیایی و عوامل محیطی بر ‪. DNA‬‬ ‫شناسایی پتانسیل جهشزایی و سرطانزایی‪.‬‬ ‫مطالعات مربوط به سمشناسی و ژنتیک‪.‬‬ ‫این تست میتواند به عنوان یک ابزار مهم در تحقیقات ژنتیکی و پزشکی به کار رود‪.‬‬ ‫‪33‬‬  ‫تست کامت )‪(Comet Assay‬‬ ‫به نام آزمایش "آزمون ژنومیک درون سلولی" نیز شناخته میشود‪ ،‬یک روش آزمایشگاهی براي ارزیابی آسیبهاي ‪ DNA‬در سلولها است‪.‬این روش به ویژه براي بررسی تأثیرات مواد‬ ‫شیمیایی‪ ،‬اشعه‪ ،‬و سایر عوامل آسیبزا بر روي ژنوم استفاده میشود‪.‬‬ ‫مراحل اصلی تست کامت‪:‬‬ ‫آمادهسازي سلولها‪ :‬سلولها از نمونههاي زیستی (مانند خون یا بافت) جدا میشوند و در یک ژل آگاروز قرار میگیرند‪.‬‬ ‫شکستن سلولها‪ :‬سلولها تحت شرایط خاصی قرار میگیرند تا غشاي سلولی و هستهها شکسته شوند و ‪ DNA‬آزاد شود‪.‬‬ ‫الکتروفورز‪ :‬با استفاده از الکتروفورز‪ DNA ،‬آزاد شده در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت حرکت میکند‪.‬در این مرحله‪ ،‬آسیبهاي ‪ DNA‬باعث ایجاد شکل "کامتی" (شبیه دم یا‬ ‫دنباله شهاب سنگ) میشوند‪.‬‬ ‫رنگآمیزي و مشاهده‪ :‬پس از الکتروفورز‪ DNA ،‬رنگآمیزي میشود و با میکروسکوپ بررسی میشود‪.‬شکل و اندازه "کامتها" اطالعاتی درباره میزان و نوع آسیب ‪ DNA‬ارائه میدهد‪.‬‬ ‫طول و شکل کامت‪ :‬طول و شکل "کامتها" به شدت آسیب ‪ DNA‬و نوع آسیب (مانند شکستهاي دو رشتهاي یا تغییرات شیمیایی) اشاره دارد‪.‬‬ ‫کاربردها‪:‬‬ ‫ارزیابی تأثیرات مواد شیمیایی‪ ،‬داروها و عوامل محیطی‪.‬‬ ‫بررسی آسیبهاي ‪DNA‬در تحقیقات سرطان‪.‬‬ ‫مطالعات سمشناسی و زیستمحیطی‪.‬‬ ‫تست کامت به دلیل سادگی و توانایی آن در شناسایی انواع آسیبهاي ‪ ،DNA‬ابزاري ارزشمند در تحقیقات علمی و پزشکی به شمار میآید‪.‬‬ ‫‪34‬‬  ‫تست ‪AMES‬‬ ‫به نام دانشمندي به نام "بروس امس" )‪ (Bruce Ames‬نامگذاري شده است‪.‬‬ ‫یک آزمایش علمی است که براي بررسی قابلیت مواد شیمیایی در ایجاد جهش در ‪ DNA‬استفاده میشود‪.‬‬ ‫این تست به ویژه در ارزیابی سرطانزایی مواد شیمیایی کاربرد دارد‪.‬‬ ‫در این آزمایش‪ ،‬باکتريهاي خاصی (معموالً گونهاي از باکتريهاي رودهاي) مانند ‪ Salmonella‬که در برابر یک ماده خاص حساس‬ ‫هستند‪ ،‬مورد استفاده قرار میگیرند‪.‬‬ ‫با اضافه کردن ماده مشکوك به باکتريها و مشاهده تغییرات در رشد آنها‪ ،‬میتوان تعیین کرد که آیا این ماده میتواند موجب‬ ‫جهش در ژنها شود یا خیر‪.‬‬ ‫تست ‪ AMES‬به دلیل سادگی و سرعت در انجام و همچنین هزینه کم‪ ،‬به طور گستردهاي در تحقیقات دارویی و ارزیابی ایمنی‬ ‫مواد شیمیایی به کار میرود‪.‬‬ ‫‪35‬‬