تاثیر موادمخدر در توارث چند نسلی و انتقال بین نسل ها (مقاله ترجمه شده)

چکیدهتوارث فامیلی از سوء مصرف مواد از فاکتورهای ژنتیکی و محیطی ساخته شده است. به علاوه، توارث بین نسلی اپی ژنتیکی ممکن است ابزارهایی را فراهم کند که توسط آن استفاده از مواد توسط والدین ‌می‌تواند نسل های مختلفی از زاده‌هارا تحت تاثیر قرار دهد. شواهد اخیر پیشنهاد ‌می‌کند که مواجهه والدین با داروها تغییرات رفتاری، بیوشیمیایی و آناتو‌می‌عصبی را در نسل های بعدی ایجاد ‌می‌کند. تمرکز این مطالعه بر این است که درباره این فنوتیپ های بین نسلی و چند نسلی در زاده های جانورانی بحث کند که در معرض سوء مصرف مواد بوده اند. به طور ویژه، تغییرات ناشی از مصرف الکل، افیون، کوکائین، ماری جوانا و نیکوتین مورد بحث قرار ‌می‌گیرند. به علاوه، تغییرات اپی ژنتیکی ژنوم در نتیجه مصرف این داروها با جزئیات بحث ‌می‌شوند. هم چنین پتانسیل آن‌هابرای انتقال به نسل بعد مورد بررسی قرار ‌می‌گیرند. مقدمهمصرف مواد بر نواحی قشری مغز تاثیر ‌می‌گذارد و منجر به تاثیر در سیستم پاداش دهی و اشتیاق، وابستگی دارویی، صرف نظر کردن از آن و جایگزینی در هر دو بخش اضطراب و حافظه یادگیری ‌می‌شود. یافته های کلینیکی الگوهای خانوادگی از مصرف مواد و وابستگی به آن را ثبت کرده اند. مطالعات مربوط به ژنوم گسترده(GWAS) تعدادی از ژن ها، نواحی کروموزو‌می‌و واریته های اللی را معرفی کرده اند که مربوط به اعتیاد به مواد هستند. اگرچه همه اطلاعات توارثی در توالی DNA وجود ندارد. اخیرا جایگزینی های شیمیایی در ژنوم که مرتبط با تنوع در توالی DNA نیست در ژنوم یاقت شده اند که مربوط به مواجهه با مواد است و این تغییرات اپی ژنتیکی ممکن است مربوط به سوء مصرف مواد باشند و وابستگی بین نسل های فامیلی را نشان دهند. به طور ویژه، توالی های فنوتپیی مختلف از مواجهه دارویی در نسل های مختلف زاده‌هاشناسایی شده اند که مخالف مواجهه قبلی با مواد بوده اند و هیچ تنوع کروموزو‌می‌یا اللی را ایجاد نکرده اند. بنابراین، تغییرات اپی ژنتیکی ‌می‌تواند مکانیس‌می‌را فراهم کند که در آن پایداری شرایط دارویی مثل سوء مصرف مواد در هر دو نسل و در بین نسل‌هاوجود داشته باشد.تمرکز این مطالعه بر این است که درباره تنوع های فنوتیپی (رفتار، شی‌می‌عصب و ساختار) در زاده هایی بحث کند که والدین و اجداد آن‌هادر مدل های حیوانی در مواجهه با مواد بوده اند. توارث تغییرات رفتاری ‌می‌تواند به دستاوردهایی ختم شود که پاسخ مواد را اندازه گیری ‌می‌کنند و حساسیت حیوانات به مواد را ‌می‌سنجند. به علاوه، تغییرات اپی ژنتیکی تنظیم ژن در پاسخ یا بررسی اثرات سوء مصرف مواد بحث خواهند شد. در نهایت، انتقال تغییرات اپی ژنتیکی از طریق سلول های زایشی به عنوان مکانیس‌می‌که ممکن است توارث بین نسل‌هارا رقم بزند مرور خواهد شد. اپی ژنتیکدر تلاش برای تعیین تفاوت های وسیع با استفاده از اصطلاح اپی ژنتیک، Adrian Birdیک تعریف را مطرح کرد که در آن هم مکانیسم های شیمیایی هم برای توارث الزا‌می‌بودند. اپی ژنتیک سازگاری ساختاری نواحی کروموزو‌می‌است که ‌می‌توانند حالت های فعالیت جایگزین شده تعیین شده یا منفردی را ایجاد کنند. بنابراین، این تغییرات کروموزو‌می‌‌می‌تواند ناگهانی باشد یا در طی زمان برای پاسخ به مواجهه با یک محرک ایجاد شود. اگرچه در غیاب سیگنال یا رخدادی که این تغییر را ایجاد کرده است، هم ‌می‌تواند به ارث برسد. به علاوه، جایگزینی های شیمیایی ژنوم مربوط به اپی ژنوم است زمانی که در مرحله بسته بندی DNA اتفاق ‌می‌افتد که ‌می‌تواند تغییرات در عملکرد بیان ژن‌هاهم ایجاد کند. توارث اپی ژنتیکی با پایداری تغییراتی اتفاق ‌می‌افتد که در نسل های مختلفی از تقسیم سلولی یا نسل های مختلف حیوانات به دست آمده اند. اپی ژنتیک در طی نسل هاتوارث بین ژنی اپی ژنتیکی به عنوان توارث وابسته به سلول های زایشی از اطلاعات اپی ژنتیکی بین نسل‌هاتعریف ‌می‌شود که در غیاب تاثیرات محیطی مستقیم اتفاق ‌می‌افتد که منجر به تنوع فنوتیپی ‌می‌شود. در عوض، فنوتیپ های چند نسلی از مواجهه مستقیم با مواد به وجود ‌می‌آیند. بنابراین، اگر مواجهه با مواد در مردها یا زن های نسل F0 قبل از بارداری صورت بگیرد، سلول های زایشی که قرار است نسلF1را بسازند هم در معرض قرار ‌می‌گیرند. بنابراین، فنوتیپ های موجود در حیوانات F0و F1 چند نسلی هستند و آن هایی که فقط در حیوانات F2 دیده ‌می‌شوند به عنوان بین نسلی از حیوانات F2 و نسل اول شناخته ‌می‌شوند که سلول هایی هستند که در معرض دارو قرار ن‌می‌گیرند.(شکل۱، بالا). تکامل گامت و برنامه ریزی دوبارهرخدادهای برنامه ریزی مجدد سلول های زایشی ممکن است مستقیما توارث اپی ژنتیکی را در طی نسل‌هاتسهیل کند. برنامه ریزی مجدد متیلاسیون DNAدر ژنوم گسترده در دو نقطه زمانی از تکامل اولیه جنین اتفاق ‌می‌افتد. هر دوی این رخدادهای برنامه ریزی مجدد در موش‌هابه خوبی شناخته شده اند. اول، دمتیلاسیون DNAگسترده ژنوم بعد از باروری در زیگوت اتفاق ‌می‌افتد تا متیلاسیون اپی ژنتیکی گامت‌هارا پاک کند تا توتی پوتنسی(توانایی تبدیل یک سلول زاینده به انواع مختلفی از سلول ها) سلولی را در جنین در حال رشد بهبود بخشد. اگرچه، در حال حاضر، اثر انگشت های ژنومی، متیلاسیون در ژن هایی مثل H19، Igf2 ناشناخته مانده اند. دوم، اکثریت رخدادهای برنامه ریزی مجدد در سلول های زایشی رخ ‌می‌دهند و متیلاسیون DNA در طی ژنوم از طریق فعالیت DNA متیل ترانسفراز‌هاصورت ‌می‌گیرد. در طی این دوره از برنامه ریزی مجدد، مواجهه با چالشی که ‌می‌تواند فعالیت ماشین های اپی ژنتیکی را افزایش یا کاهش دهد ممکن است منجر به جایگزینی هایی در متیلاسیون DNAشود. برنامه ریزی مجدد جنینی پیشنهاد ‌می‌کند که تغییرات اپی ژنتیکی در DNAکه در مواجهه با مواد به وجود آمده اند را از بین ‌می‌برد. اگرچه شواهدی وجود دارد که وجود متیلاسیون مانع از پاک شدن کامل این اثرات است. بهترین مثال شناخته شده در ژن های اثر انگشت است که متیلاسیون در آن‌هادر جنین در حال توسعه اتفاق ‌می‌افتد. به علاوه، شواهد روبه رشدی وجود دارد که ژن های غیر ردیابی شده و عناصر ژنو‌می‌تکرار شونده از حذف کامل الگوهای متیلاسیون در طی رخدادهای برنامه ریزی مجدد فرار ‌می‌کنند. نگهداری الگوهای متیلاسیون ژنو‌می‌در اسپرم در والدین در معرض و مغز زاده‌هاممکن است در نتیجه استرس های عمو‌می‌و مواجهه با مواد ایجاد شود. توارث مواجهه با موادسوء مصرف مواد با محتوای ژنتیکی تحت تاثیر قرار ‌می‌گیرد که در آن توارث پذیری در محدوده 45-79%تخمین زده ‌می‌شود. افرادی با تاریخچه فامیلی از سوء مصرف مواد به میزان 6-8 برابر افزایش بیشتری را در سوء مصرف مواد نشان ‌می‌دهند که پیشنهاد ‌می‌شود که ناهنجاری های سوء مصرف مواد به صورت فامیلی منتقل ‌می‌شود. توارث پذیری سوء مصرف مواد بسته به نوع مواد تغییر ‌می‌کند اگرچه چند شکلی در بیان ژن‌هاو عملکرد آن‌هامرتبط با میزان حساسیت به دریافت دارو و میزان آزادسازی آن بعد از مصرف مواد است.نتیجه گیری و چشم اندازعلیرغم این ایده که تجربیات والدی ‌می‌تواند بر زاده هایی که جدید نیستند، تاثیر بگذارد، یک دانش درباره تغییرات وابسته به مواد مخدر بر روی اپی ژنوم ممکن است راهی را برای تعیین مکانیسم های توارث بین نسلی در اعتیاد به مواد ایجاد کند. در حالی که استرس و رژیم به عنوان چالش های محیطی تعریف شده است که ‌می‌تواند بر رفتار و فیزیولوژی زاده های آینده تاثیر بگذارد،‌ سوء مصرف ‌می‌تواند به طور مستقیم برای آینده مشابهی مورد بررسی قرار بگیرد. مثال های مختلفی از توارث بین نسلی در انواع مختلف مواد گزارش شده است، اگرچه نقایصی در مطالعات هم وجود دارد که توارث بین نسلی را در فنوتیپ های حاصل از F0 که در معرض سوء مصرف مواد بوده اند را مورد بررسی قرار ‌می‌دهد(جدول ۱). تاکنون، فنوتیپ های بین نسلی فقط در نتیجه مواجهه والدین با مورفین، الکل، نیکوتین گزارش شده اند.این مقاله مروری تغییرات در رفتار، سیگنال های عصب شیمیایی و ساختارهای سلولی مشاهده شده در زاده های F1 و F2از والدین در معرض مواد را مورد بررسی قرار داده است. در حالی که بعضی از مطالعات، توارث اپی ژنتیکی متاثر از این فنوتیپ‌هارا نشان ‌می‌دهند، توارث بین نسلی اپی ژنتیکی به میزان ک‌می‌شناخته شده است. به علاوه، تغییر در اپی ژنوم در پاسخ به مواجهه با مواد برای توارث اپی ژنتیکی بین نسلی در مواجهه با دارو مورد بررسی قرار گرفته است. در حالی که ایفاگرهای مشابهی وجود دارند که به صورت اپی ژنتیکی در مواجهه با مواد تغییر ‌می‌کنند مثل BDNF و DNMT1 یک شبکه اپی ژنو‌می‌پیچیده ممکن است به صورت منفرد با رده های مختلفی از سوء مصرف مواد تحت تاثیر قرار بگیرد. تغییرات جدید شناخته شده در اپی ژنم در پاسخ به مواد به انتخاب ژن های کاندیدا برای بررسی در نسل های بعدی کمک ‌می‌کند. توارث این تغییرات در ‌می‌تواند تعیین شود و ویژگی های مربوط به رخدادهای تغییرات ژنتیکی در زاده‌ها‌می‌تواند تعیین شود.در تحقیقات ترجمه شده، مواجهه با مواد و تنظیم اپی ژنتیکی ژنوم، نسبتا پیچیده است. مطالعات حیوانی کنترل دقیق را فراتر از سطح محیط زیست و متغیرهای مواجهه با مواد فراهم ‌می‌کنند. بنابراین، این مطالعات ‌می‌تواند بهترین شواهد را برای حضور توارث بین نسلی و چند نسلی در سوء مصرف مواد و مکانیسم های اپی ژنتیکی محتمل را فراهم کند که ممکن است این فنوتیپ‌هارا به وجود آورد. بنابراین، مطالعات بعدی در تعریف تغییرات اپی ژنتیکی عملکردی در نتیجه مصرف مواد در سلول های سوماتیک و زایشی در حیوانات F0، F1و F2 حاصل از والدین در معرض، ضروری است.هدف مطالعه اخیر در توارث مواد به صورت بین نسلی بر مشاهدات گسترده ای از فنوتیپ های رفتاری نسل های F2 و F3و آنالیزهای مولکولی تمرکز ‌می‌کند که شامل مغز زاده‌هاو گامت های والدی است. با پیشرفت در تکنولوژی هایی برای ارزیابی تغییرات اپی ژنتیکی در ژنوم، حوزه سوء مصرف مواد و توارث پیشرفت کرده است. کارهای بعدی ممکن است آغاز کند تا آسیب پذیری افراد به توارث اپی ژنو‌می‌را در مواجهه با سوء مصرف مواد تعیین کند و شواهدی را برای مکانیسم های ژنو‌می‌تنظیم کننده ژنو‌می‌در طی مواجهه با مواد فراهم کند.این مقاله ISI در سال 2015 در نشریه الزویر و در مجله پیشرفت در بیوفیزیک و زیست شناسی مولکولی ، توسط دانشکده پزشکی پرلمن منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله تاثیر موادمخدر در توارث چند نسلی و انتقال بین نسل ها در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.