بررسي پروتئوم هيپوكمپ به عنوان معياري براي ارزيابي آلزايمر انساني در موش بزرگ سفيد آزمايشگاهي

Proteomic study in the rat hippocampus as a measure of human Alzheimer’s disease

سابقه و هدف: آلزايمر شايع‌ترين نوع دمانس است كه مطالعه آن در انسان در مراحل اوليه بيماري امكان‌پذير نيست و بيش‌تر مطالعات روي نمونه بافت مغز پس از مرگ انجام مي‌شود. درنتيجه مطالعه مدل‌هاي حيواني بيماري آلزايمر جهت شناسايي مكانيسم و فرآيندهاي دخيل در آن جهت ارزيابي بيماري انساني ضروري به‌‌نظر مي‌رسد. در اين مطالعه با كمك دانش پروتئوميكس و بيوانفورماتيك به‌بررسي پروتئوم هيپوكمپ موش صحرايي پس‌از تزريق Aβ(1-42) پرداخته مي‌شود. مواد و روش ‌ ها: استخراج پروتئين از هيپوكمپ موش صحرايي سالم ( N ) و آلزايمري( A ) كه Aβ(1-42) به آن‌ها تزريق شده بود، صورت گرفت و بااستفاده از الكتروفورز دوبعدي جداسازي پروتئين‌ها انجام شد. ژل‌ها جهت رويت لكه‌هاي پروتئيني با كوماسي‌بلو رنگ‌آميزي شد. پروتئين‌هاي دو گروه با نرم‌افزارهاي بيوانفورماتيكي آناليز و توسط طيف‌سنجي جرمي شناسايي شدند. يافته ‌ ها:آناليز بيوانفورماتيكي ژل‌هاي به‌دست آمده از الكتروفورز دوبعدي نشان‌دهنده وجود 111 پروتئين به‌صورت اختصاصي متعلق به گروه N و 67 نقطه در گروه A با بيان جديد بود كه ناشي‌از اثر تزريق است. تغييرات در سطح مولكولي با آناليزهاي آماري چند‌متغييره‌اي نظير كلاسترينگ انجام گرفت و گروه‌هاي پروتئيني داراي تغيير بيان، در دو خوشه متابوليكي و تنظيمي معرفي گرديد. نتيجه ‌ گيري:پروتئين‌‌هاي شناسايي شده در هيپوكمپ موش آلزايمري داراي شرايط مشابهي در بيماري آلزايمر انساني بودند. بنابراين با وجود تفاوت‌هاي موجود در بيماري در موش و انسان مطالعه بيماري آلزايمر در مدل موشي مي‌تواند به ارزيابي بيماري در انسان بپردازد. مطالعه اثر Aβ(1-42) روي هيپوكمپ نيز بيانگر تغييرات در سطح پروتئين‌هايي بودند كه با تغييرات كنفورماسيون پروتئيني موجود در اين بيماري هم‌راه بود و متابوليسم سلولي را نيز دچار تغيير كرده‌بود.

Introduction: Alzheimer’s disease (AD) is one of the most common types of dementia. Studying the early stages of AD in human is not possible and thus, most studies are limited to post-mortem brain tissues. Therefore, studying the animal model of AD in order to understand the underlying mechanism and evaluate the molecular processes involved in human form of the disease is inevitable. In this study, with the help of proteomics and bioinformatics, we have studied the proteome of rat hippocampus after injection of Aβ(1- 42) and analyzed the data with clustering method. Materials and Methods: Proteins were extracted from the normal (N) and AD (A) subjects, whom have been injected with Aβ(1-42). Proteins were separated by two-dimensional electrophoresis. Gels were stained with Coomassie Brilliant Blue to visualize the protein spots. Proteins in two group samples were analyzed with bioinformatics software's and identified with mass Spectrometry. Results: Bioinformatic analysis of two-dimensional electrophoretic gels indicated on the presence of 111 specific proteins belong to group N and 67 newly expressed proteins induced by Aβ(1-42) injection. Changes at the molecular level were statistically analyzed by several variables analysis method, such as clustering and groups of proteins with altered expression were categorized in metabolic and regulatory clusters. Conclusion: identified proteins in rat hippocampus with AD were similar to human form of the disease. Despite the differences between the human and rat ADs, the study of AD can be established as a rat model of the disease. Injection of Aβ(1-42) had also reflected changes at the level of proteins, associated with changes in protein conformation occurring in the disease with some alteration in cellular mechanism.