در مغز بالغین شش ایزوفرم از تائو در اثر پردازش متناوب ^[۲۴]اگزون های ٢,٣ و ١٠حاصل می­ شود که سه تا از این ایزوفرم­ها دارای سه ناحیه تکراری متصل شونده به میکروتوبول (۳R) می­باشند که توسط اگزون­های ١٢-٩ کد می­شوند . اگزون ١٠ نیز دومین دیگری را کد می­ کند که داشتن این دومین مربوط به اگزون١٠ باعث تولید سه ایزوفرم دیگر از تائو می­ شود که دارای چهار ناحیه اتصال به میکروتوبول می­باشد و ایزوفرم­های ۴R-tau نامیده می­شوند (٢١). ایزوفرم های ۳R ,4R یا بدون اسیدآمینه دخولی (۰N) و یا دارای ٢٩ اسیدآمینه دخولی ۱N)) و یا دارای ۵٨ اسیدآمینه دخولی (۲N) می باشند.در مفز انسان نسبت ایزوفرم های ۳R, به ۴R در حدود یک می باشد و ایزوفرم های ۱N, 0N و۲N به ترتیب ۵۴% ,٣٧, %٩ % از کل تائو را تشکیل می­ دهند. در مغز جنین کوتاه ترین ایزوفرماز تائو ۳R/0N)) که دارای٣۵٢ اسید آمینه است بیان می­ شود در حالی که شش ایزوفرم در زمان بعد از تولد بیان می شوند (٢٢). پروتئن تائو از طریق این تکرارها به میکروتوبول ها متصل شده و سبب اجتماع ^[۲۵]آنها می­ شود (١٧). نشان داده شده است که ایزوفرم های ۴R-tau در مقایسه با ایزوفرم­های ۳R-tau تمایل بیشتری برای اتصال به میکروتوبول­ها دارند. این فزضیه ارائه شده است که افزایش شکل ۴R-tau سبب ایجاد ساختار سخت و غیرقابل انعطاف میکروتوبولی می­ شود (٢٣).

پروتئین تائو یک سری تغییرات پس از ترجمه ای^[۲۶] را می گذراند که سبب پایداری آن می شود. بر روی پروتئین تائو بیش از ۴٠ جایگاه فسفوریلاسیون شناسایی شده ­اند که این جایگاه ها اغلب باقیمانده­های سرینی و ترئونینی می­باشند که بعد از پرولین آمده­اند (٢٣).
شکل٢-١ : در این شکل ایزوفرم­های گوناگون تائو به نمایش در آمده­اند.
همانگونه که مشاهده می­ شود طویل ترین ایزوفرم دارای ۴۴١ اسید آمینه می­باشد و دارای اگزون­های ٢،٣ و ١٠ است در حالی که کوتاهترین ایزوفرم دارای ٣۵٢ اسید آمینه می­باشد و فاقد اگزون های ٢،٣ و ١٠ است.
ژن تائو در بیماری PSP ^[۲۷] دارای سه پلی مورفیسم است که دو پلی مورفیسم در پروموتر( AG درموقعیت -۴۴ وCG در موقعیت ٢٢١- ) و یک پلی مورفیسم دراینترون شماره یک (G A در موقعیت٣٠٩) می­باشد که این پلی مورفیسم ایجاد دو هاپلوتایپ H1P وh2p است که هاپلوتایپ h2pبا Pvalue≤۰٫۰۰۲۱۷ با بیماریPSP در ارتباط می­باشد. از آنجا که ژن تائو در بیماری آلزایمر حائز اهمیت می­باشد این تغییر پروموتری دیده شده در پروموتر تائو در بیماری PSP ممکن است در بیماری آلزایمر نیز مهم باشد (٢۴).
بین اگزون ٩ و١٠ از ژن تائو یک ژن بدون اینترون ،به نام سایتوهین^[۲۸] قرار گرفته است و الگوی بیان آن بسیار شبیه الگوی بیان ژن تائو می­باشد (١۴,١۶,٢۵). این ژن همولوگ مشخصی ندارد (٢۶) و تنها دارای یک اگزون می­باشد. عملکرد این ژن نامشخص می باشد و در مورد ژن بودن آن هنوز اختلاف نظر وجود دارد. ولی در فرایند­های پاتولوژیک در بیماری PSP تاثیر داشته است (٢٧،٢٨).
٢-١ :اهمیت و ضرورت
بیماری آلزلیمر یک بیماری تخریب عصبی است که کل زندگی فرد مبتلا را تحت تاثیر خود قرار می­دهد. این بیماری که یک بیماری مولتی فا کتوریال می­باشد نتیجه عوامل ژنتیکی و محیطی است. در سا ل ٢٠٠۶، حدود ۶.۶ ٢ میلیون نفر از جمعیت جهان به این بیماری مبتلا بوده ­اند و طبق آخرین آمار موجود در ١٣٧۵؛ حدود ١٨٢ هزار نفر بیمار مبتلا به آلزایمر در ایران وجود داشته است که این تعداد در سال ١٣٨۶ بین ٣٠٠-٢۵٠ هزار نفر بر آورد می­ شود (٣٨). در جمعیت ایا­لت متحده آمریکا ۴-٣ میلیون نفر به بیماری آلزایمر دیررس مبتلا می­باشند و هر سال ٣۵٠ هزار نفر به این جمعیت اضافه می­شوند (٣٩). شیوع این بیماری از ٢٠% برای افراد بالای ٧۵ سال به ٣٠% برای افراد بالای ٨۵ سال افزایش پیدا می­ کند و ۵% از افراد با سن ۶۵ سال یا بالاتر به آن مبتلا می­باشند. از آنجایی که بیماری آلزایمر دیررس (که در سنین بالای ۶۵ سال بروز می­یابد)، بیش از ٩٧% از موارد بیماری آلزایمر را به خود اختصاص داده است و با توجه به اینکه تشخیص این بیماری بر اساس بررسی­های بالینی و نوروسایکولوژیکی است که روندی زمان بر و پرهزینه می باشد. بنابراین تشخیص بیماری با بهره گرفتن از آلل یا مارکری خاص که به طور مستقیم با بیماری مرتبط است می ­تواند در تشخیص سریع بیماری و احیانا درمان آن موثر واقع گردد (۴٠).
با توجه به اینکه گره­های نوروفیبریلاری (متشکل از فیلامنت­های شدیدا فسفریله تائو) از شاخص­ های بیماری آلزایمر (از نوع دیررس و زودرس) می­باشند در کشور ما نیز با وجود جوان بودن جمعیت کنونی ,شاهد رشد جمعیت سالمندان خواهیم بود و به نظر می­رسد که در ۲۰ الی ۳۰ سال آینده با پیر شدن جمعیت جوان فعلی, شیوع بیماری آلزایمر افزایش خواهد یافت. لذا مطالعه و شناسایی فاکتورهای خطر ساز به ویژه بیومارکرهای ژنتیکی می ­تواند ما را در شناسایی زودرس بیماری , درمان هدف­دار و نیز شناسایی افراد در معرض خطر در خانواده­هایی با خطر بالای ابتلا به آلزایمر یاری رساند.
از این رو با توجه به مطالعات قبلی در سایر کشورها و عدم وجود مطالعه خاصی اثر این دو ژن در ارتباط با بیماری آلزایمر در جمعیت ایرانی و با توجه به اینکه ژنMAPT کدکننده پروتئین تائو است و این پروتئین با بیماری آلزایمر در ارتباط مستقیم است و APOE هم یک ریسک فاکتور برای این بیماری شناخته شده است لذا نیاز به انجام مطالعاتی نظیر این ,ضروری احساس می­ شود.
٣-١: تعریف واژه ­ها
١-٣-١:آلزایمر
بیماری آلزایمر شایع ترین علت زوال عقل^[۲۹] در دوران میان سالی و پیری است که با نقص در فعالیت­های شناختی ،از دست دادن حافظه^[۳۰]،از دست دادن توانایی انجام حرکات هدف­دار و تغییرات شخصیتی همراه است . در این بیماری مناطق خاصی از مغز چون لوپ خای گیجگاهی ،هیپوکامپ، بخشی از کورتکس و بخش کوچکتری از لوب پیشانی درگیر می­شوند (١). این بیماری ، از نظر ژنتیکی هتروژن^[۳۱] بوده و تحت تاثیر محیط و ژنتیک است که شیوع آن از حدود ٣ % در میان افراد ۶۵ ساله تا حدود ۵٠ % در میان افراد ٨۵ ساله تغییر می­ کند. بیماری آلزایمر بر اساس سن شروع بیماری به دو حالت زودرس (شروع در سن کمتر از ۶۵ سال) و دیررس (شروع در سن بیشتر از ۶۵ سال) تقسیم می­ شود . بیش از ١٧ % بیماران، دچار آلزایمر از نوع دیررس و تک گیر^[۳۲] (بدون سابقه خانوادگی) هستند، در حالیکه آلزایمر زودرس تنها ٣ % از جمعیت را شامل می­ شود (۵ ).
٢-٣-١ :ژن APOE
ژن آپولیپو پروتئین^[۳۳] واقع بر روی کروموزوم ۱۹ می­باشد (١٣,١۴ و١۵). آپولیپو پروتئین E(APOE), لیپوپروتئین اصلی در مغز است که در نقل و انتقال لیپیدها و به ویژه کلسترول دخیل می­باشد. ژن کد کننده پروتئین(APOE) سه آلل دارد که توارث آلل (۴ (APOE قویترین فاکتور خطر برای بیماری آلزایمر تک­گیر می­باشد (١۶).
٣-٣-١ :ژن MAPT
یکی از ژن­های تازه شناخته شده است که بر روی کروموزوم شماره ۱۷ در موقعیت۱۷q21 قرار دارد و پروتئین کد شده توسط این ژن , دارای نقش حیاتی در سطح سلولی می­باشد. نقش عمده فیزیولوژیکی این پروتئین , پیشبرد پایداری و تجمع شبکه میکروتوبولی می­باشد که این شبکه میکروتوبولی در انتقالات آکسونی^[۳۴] در نورون­ها دارای اهمیت می­باشد (١٧,١٨).
۴-٣-١ : NFTs
یکی از ویژگی­های پاتولوژیک بیماری آلزایمرگره­های نوروفیبریلاری می­باشد که همراه با پلاک­های بتا آمیلوئیدی دیده می­ شود. این گره­ها ترکیبی از پروتئین تائوی به شدت فسفوریله می­باشد که از دو نوع فیلامنت به نام­های فیلامنت هلیکال جفت­شده ^[۳۵]و فیلامنت­های صاف ^[۳۶]درست شده ­اند که میزان PHFs بسیار بیشتر از SFs است. تائو از پروتئین­های واکنش دهنده با میکروتوبول­ها می باشد که در شرایط طبیعی در آکسون­ها و در شرایط پاتولوژیک به صورت کلافی در جسم سلولی نورون­ها قرار می­گیرد. در ابتدای بیماری این کلاف در نورون های هرمی موجود در کورتکس انتورینال، ناحیه زمینه­ای^[۳۷] و ناحیه CA1هیپوکامپ، تشکیل می­شوند و با گسترش بیماری ،تعداد این کلاف­ها رو به گسترش نهاده وکورتکس پارینال ^[۳۸]را نیز درگیر می­ کنند (۴،٢١ ، ۴١،۴٢).
۵-٣-١ : APP (-Amyloid Precursor Protein) :
این ژن اولین ژن شناخته شده در رابطه با استعداد برای ابتلا به بیماری آلزایمر خانوادگی است که دارای پردازش متناوب بوده و ایزوفرم­هایی از پروتئین تبا آمیلوئید را کد می­ کند که طولانی­ترین آنها ایزوفرمی غشاء گذر با اسید آمینه می­باشد. پروتئین APP توسط دو آنزیم پروتئولیتیک به نام­های گاما و بتا سکرتاز تجزیه شده و بتا آمیلوئید­هایی با طول ۴٢-۴٠ اسید آمینه را تولید می­نمایند که سمیت بتا آمیلوئید ۴٢ اسید آمینه از سایرین بیشتر است (٢٨).
۴-١ :هدف از اجرای تحقیق
(هدف اصلی) : بررسی ارتباط پلی مورفیسم شایع (G/A) ٢۴٢۵۵٧rs در ژن MAPT و ابتلا به آلزایمر دیررس در بیماران ایرانی و گروه کنترل (افراد سا لم).
(هدف جانبی) : بررسی ارتباط هاپلوتایپ ۴ از ژن APOE و ابتلا به آلزایمر دیررس در بیماران ایرانی و گروه کنترل (افراد سا لم).
(هدف کاربردی) : استفاده از نتایج , جهت غربالگری بیماران مستعد یا در معرض خطر ابتلا به آلزایمر.
۵-١ : فرضیه های پژوهش
بین فراوانی ژنوتایپ ۴ از ژن APOE در بیماران مبتلا به آلزایمر و گروه کنترل (افراد سالم) تفاوت معناداری وجود دارد.
بین فراوانی پلی مورفیسم شایع (G/A) ٢۴٢۵۵٧rs ژن MAPT در بیماران مبتلا به آلزایمر و گروه کنترل (افراد سا لم) تفاوت معناداری وجود دارد.
۶-١ : سوال پژوهش
مساله اصلی در این پژوهش پاسخ به این سوال است که آیا بین فراوانی پلی مورفیسم­های مورد مطالعه در ژن MAPT(Microtubule- associated protein tau) و ژن APOE در جامعه بیماران آلزایمری و جامعه کنترل (افراد سالم) در جمعیت ایرانی تفاوت معناداری وجود دارد, به گونه ای که بتوان آن را به عنوان یک فاکتور خطر ابتلا به آلزایمر در جمعیت ایرانی محسوب کرد.
فصل دوم:
مروری بر متون گذشته
١-٢: تاریخچه و کشف بیماری آلزایمر
در سال ١٩٠۶، در سی و هفتمین گرده­همایی روانپزشکان آلمانی در توبینگن،آلوئیس آلزایمر^[۳۹]،سرپرست آزمایشگاه آناتومی دانشگاه لودویگ-ماکسی میلیانز ^[۴۰]در مونیخ اولین مورد بیماری را همراه با آتروفی^[۴۱] کورتکس و NFT^[42] و رسوبات بتا آمیلوئیدی ،در یک زن ۵١ ساله گزارش کرد. در سال ١٩١٠, روانپزشک آلمانی به نام امیل کرپلین^[۴۳] این بیماری را بیماری آلزایمر (AD ) ^[۴۴] نامید (١٠,۴٣). شیوع این بیماری از ٣% در میان افراد ٨۵ ساله، تغییر می­ کند و تعداد افراد بیمار تا سال ٢٠۵٠، حدود ١٠٠ میلیون نفر تخمین زده شده است (١٠) .بیماری آلزایمر ،جزء ده بیماری کشنده در کشور­های در حال توسعه محسوب می­ شود (۴۴،۴۵). در آمریکا آلزایمر چهارمین دلیل مرگ و اصلی­ترین دلیل زوال عقل می­باشد که در حال حاضر علاج یا درمان موثری برای این بیماری وجود ندارد (۴۶) و از اقتصادی بارسنگینی را بر دوش جامعه تحمیل می­ کند برای مثال در آمریکا به ازای هر فرد آلزایمری سالیانه ۴٢ هزار دلار صرف می­ شود (۴٧ ).
شکل ١-٢ : پلاک­های پیری آمیلوئید و NFT مشاهده شده در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر
٢-٢:پاتولوژی بیماری
بیماری آلزایمر یک بیماری نورودژنراتیو می­باشد که از نظر بالینی با زوال عقل مشخص می­ شود (۴٨). از ویژگی­های بالینی آن ،می­توان به از دست رفتن حافظه ،تغییرات شخصیتی و از دست دادن فعالیت­های شناختی اشاره کرد که ویژگی اخیر می ­تواند شامل عدم توانایی در سخن گفتن^[۴۵] عدم تشخیص افراد و اشیاء با وجود سا لم بودن حواس^[۴۶] و عدم انجام فعالیت­های حرکتی با وجود سیستم حرکتی سالم^[۴۷] باشد (۴٢).
از مهم­ترین ویژگی­های پاتولوژیکی بیماری آلزایمر از دست رفتن پیشرونده نورون­ها و ایجاد پلاک­های آمیلوئیدی^[۴۸] و مواد رشته­ای سیتوپلاسمی می­باشد که گره های نورو فیبریلاری^[۴۹] خوانده می­ شود. ترکیب اصلی گره­های نورو فیبریلاری را اشکال غیر طبیعی و به شدت فسفوریله شده^[۵۰] تائو تشکین می­دهد. این در حالی است که پلاک­های پیری^[۵۱] (پلاک­های آمیلوئیدی) از رشته­ های پپتیدی هشت نانومتری به نام بتا آمیلوئید ،تشکیل شده ­اند که نواحی مختلف مغز از جمله هیپوکامپ، آمیگدال و کورتکس انتورینال را در گیر می­ کنند (۱٠). پلاک­های پیری که در مغز افراد کهنسال به میزان کم یافت می­ شود در مغز بیماران آلزایمری به میزان بسیار فراوان دیده می­ شود و تنها در بیماری آلزایمر دیده می­ شود.
شکل٢-٢: سیستم لیمبیک و نواحی درگیر در بیماری آلزایمر
بنابراین برای این بیماری ویژه می­باشد (۴۶). به نظر می­رسد که میزان گوناگونی ژنومی^[۵۲] در جمعیت آلزایمری در مقایسه با جمعیت­های نرمال بدون هیچگونه سابقه بیماری ،٣-٢ برابر بالاتر باشد (۴۶و۴٨).
جایگاه تشکیل پلاک­های آمیلوئیدی در تعیین نوع پلاک ها ، به عنوان فاکتوری اساسی عمل می­ کند. این بدان معنی است که برخی نواحی دارای پلاک­های مخصوص خود می­باشند (۴۶,۴٨). پلاک­های تیپیکال از سه جز تشکیل می­شوند که آمیلوئید، نوریت ها ^[۵۳]و گلیای واکنش دهنده^[۵۴] می باشند. نوریت­های swollen دارای اجسام ضخیمی^[۵۵] می­باشند که می توان آنها را با آنتی بادی های یوبیکویتین نشاندار کرد. نوریت های swollen در مغز بیماران آلزایمری شامل گره­های پیچ خورده جفت می­باشد این در حالی است که در مغز افراد سالم ،این فیلامنت­ها دیده نمی­ شود (۴۶,۴٧). یافته هایی دال بر موتاسیون در بیماری١٧ FTDP- ^[۵۶]که نوعی دیگر از بیماری نورودژنراتیو است(که همراه با تشکیل NFTs است) می­رساند که تائو به تنهایی توانایی ایجاد نورودژنراسیون را دارا است. لذا مطالعه مکانیسم­های مولکولی شکل­ گیری NFTs ممکن است دیدگاهی مهم را در باب نورودژنراسیون در بیماری آلزایمر ارائه می­ کند (۴۶, ۴٨, ۵١ )گر چه پلاک­های پیری از ویژگی­های بیماری آلزایمر می­باشد NFTsدر سطح وسیع تری رخ می­دهد و در بیماری نورودژنراتیو دیگر نیز مشاهده می­ شود که این مطلب بیانگر آن است که پلاک­های پیری در فرایندهای پاتولوژیکی تخصصی بیماری آلزایمر دخیل می­باشد در حالی که NFT در فرایند­های عمومی نورودژنراسیون اثر گذار است. NFTs را به عنوان دومین مشخصه بیماری آلزایمر قلمداد می­ کنند زیرا کمتر ویژه می­باشد و علاوه بر آلزایمر در دیگر بیماری­های نورودژنراتیو نظیر١٧ PSP,FTDP- نیز مشاهده می شود (١).
٣-٢: انواع بیماری و ژن­های دخیل در بیماری آلزایمر
بیماری آلزایمر، بیماری پیچیده و از نظر ژنتیکی هتروژن می­باشد که پیچیدگی آن بر فقدان الگوی توارثی خاص ، دلالت می­ کند و هتروژن بودن آن، بیانگر دخالت پلی مورفیسم­ها و موتاسیون­های موجود در چندین ژن، به همراه عوامل غیر ژنتیکی در این بیماری است )٢،۴٩). به نظر می­رسد که نقص شناختی متوسط قبل از بروز بیماری آلزایمر رخ می­دهد. نقص شناختی متوسط^[۵۷] مرحله­ ای گذرا بین پیر شدن طبیعی مغز و زوال عقل می­باشد و تقویت کننده این دیدگاه است که قبل از بروز بیماری آلزایمر تغییرات سیناپسی رخ می­ دهند. ضعف سیناپسی به طور عموم در پاتولوژی بیماری آلزایمر دیده می­ شود و شاخص عملکرد بد سیناپسی در آلزایمر می­باشد (۵٠).
داشتن ضعف شناختی متوسط که رخدادی هتروژن می­باشد ریسک ابتلا به بیماری­های زوال عقل و از جمله آنها آلزایمر را ده برابر می­ کند (۴۶،۴٨). از اواخر قرن بیستم بیماری آلزایمر شایع­ترین دلیل زوال عقل در جمعیت ژاپن توده است. بیش از ٣٠ ژن مختلف که در سراسر ژنوم انسان پراکنده شده ­اند ممکن است درآبشارهای اتیو پاتولوژیکی^[۵۸] بیماری آلزایمر درگیر باشند که منجر به نورودژنراتیو در بیماری آلزایمر می­ شود (۵١) .
بیماری آلزایمر بر اساس سن شروع آن به دو نوع طبقه بندی می­ شود که آلزایمر با شروع زودرس^[۵۹] (شروع در سنین کمتر از ۶۵ سال) و آلزایمر با شروع دیررس^[۶۰](شروع در سنین بیشتر از۶۵ سال) خوانده می­شوند. در هر دو نوع بیماری آلزایمر وجود پلاک­های بتا آمیلوئیدی و گره های نوروفیبریلاری از مشخصات بیماری می­باشند. سایر فاکتورهای گیج­کننده در پاتوژنز بیماری آلزایمر شامل سیکل سلولی معیوب ،بی نظمی در متابولیسم انرژی نورونی به دلیل نقص در فعالیت­های میتوکندریایی و مکانیسم­های التهابی^[۶۱] و فشار اکسیداتیو ^[۶۲]و نقص در عملکرد پروتئوزوم­ها می­باشد (٢۶).
بخش عمده موارد بیماری آلزایمر از نوع دیررس می­باشد به گونه ای که بیش از ٩٧% بیماران آلزایمری ،از نوع اسپورادیک می­باشند و تنها ٣% بیماران آلزایمری از نوع زودرس می­باشند پس از سن، سابقه خانوادگی، دومین عامل خطر در این بیماری است (١٢و۵٢).