ارزیابی ارتباط بین سن و فعالیت پروتئین کیناز مشابه رنا در شبکه آندوپلاسمی (perk) در مدل تراریخت بیماری آلزایمر

پیش‌زمینه و هدف: آلزایمر شایع‌ترین فرم زوال عقل و بیماری تخریب‌کننده عصبی در افراد مسن است. در این مطالعه ارزیابی ارتباط سن با میزان بیان ژن atf4 طی فرآیند پیری در مدل تراریخت آلزایمر بررسی گردید.مواد و روش ها: ژن جهش‌یافته آمیلوئید بتای انسانی (haβ42) توسط سیستم بیانی gal4/uas در دروزوفیلا بیان و جهت ایجاد مدل مگس‌های نر uas-aβ42 با مگس‌های ماده elav-gal4 و یا ok107-gal4 لقاح داده شدند. تایید مدل توسط بررسی شاخص برتری یادگیری (pli) در لاروهای نسل اول و همچنین تغییر ساختار چشم مگس‌های بالغ انجام شد. در این مطالعه تحلیلی بیان ژن atf4 در روزهای 10، 20 و 30 توسط فن rt-pcr مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: ایجاد مدل آلزایمر توسط کاهش معنادار در pli (p < 0.05) و همچنین تخریب ساختارهای چشم مگس‌ها (p<0.01) تایید شد. در این مدل با کاهش فعالیت سیستم gal4-uas در دمای پایین (18 درجه سانتی‌گراد)، بیان ژن haβ42 و سمیت آن در قبل از بلوغ کاهش داده شد (p<0.05) و با افزایش مجدد دما (24 درجه سانتی‌گراد)، بیشترین بیان و سمیت این ژن در مغز مگس‌های بالغ دیده شد. بیان ژن atf4 به‌صورت یکسانی در هر دو گروه سنی (روزهای 20 و 30) مگس‌های مدل نسبت به گروه کنترل افزایش معنی‌داری (p<0.01) داشت. بحث و نتیجه‌گیری: با توجه به این یافته که الگوی بیان atf4 القاشده توسط سمیت haβ42 با افزایش سن یکسان است، می‌توان نتیجه گرفت فرآیند پیری اثری بر فعالیت مسیر پیام‌رسانی perk که مهم‌ترین عامل افزایش بیان atf4 در شبکه آندوپلاسمی است ندارد. مطالعات تکمیلی بعدی می‌توانند نقش پیری را در فعال شدن سایر مسیرهای پاسخ به پروتئین‌های تا نخورده (atf6 و ire1) طی روند بیماری آلزایمر نشان دهند.

evaluation of the relationship between age and activation of protein kinase rna-like er kinase (perk) in a transgenic model of alzheimer disease

background & aims: alzheimer’s disease (ad) is the main form of dementia and neurodegenerative disorder among the elderly. in this study, we evaluated the activation of protein kinase rna-like er kinase (perk) by monitoring the expression patterns of activating transcription factor 4 (atf4) during aging in a transgenic alzheimer’s model.materials & methods: the human beta-amyloid (haβ42) mutant gene was expressed in drosophila by gal4/uas system and male flies with uas-aβ42 were mated with elav-gal4 or ok107-gal4 female to model ad. the model was confirmed by assessment of performance learning index (pli) of larvae from first-generation (ok107) and adult fly’s eyes structure (elav). the expression of atf4 was evaluated on the 10th, 20th, and 30th days by real-time pcr.results: the ad model was confirmed by decreasing pli of larvae (p < 0.05) and degeneration of fly’s eyes structure (p < 0.01). we declined the activity of the gal4-uas system by temperature reduction (18 °c) in the first 10 days to decrease neurotoxicity and expression of haβ42 (p < 0.05) and have the relevant model with maximum toxicity in the adult brain. expression of atf4 was similarly upregulated (p < 0.01) in both ages (20 and 30) of the model flies compared to the control group.conclusion: given that haβ42-induced over-expression of atf4 is the same in different age periods and because perk signaling is the main source of atf4 expression, we could conclude that aging is unable to influence the activation of perk signaling in our model. further complimentary molecular studies will warrant the possible effects of aging in the activation of other unfolded protein response (ire1 and atf6) pathways during ad.