بررسی تغییرات بیان ژن‌های دخیل در خودخواری شبکه آندوپلاسمی در مدل‌های حیوانی بیماری آلزایمر با استفاده از ابزارهای زیست داده‌ورزی

زمینه و هدف: بررسی ارتباط بین خودخواری شبکه آندوپلاسمی (er-phagy) و بیماری آلزایمر با استفاده از تجزیه‌وتحلیل الگوهای بیان ژن‌های مرتبط با آن در مدل‌های حیوانی.مواد و روش ها: داده‌های به‌دست‌آمده از روش ریزآرایه بافت‌های مغز آلزایمز از پایگاه داده geo استخراج و با نرم‌افزار آنلاین geor2 آنالیز شد؛ سپس بیان ژن‌های مرتبط با er-phagy جدا شده و برای ژن‌هایی که افزایش بیان داشتند، از طریق پایگاه داده string شبکه پروتئینی رسم شد. درنهایت کل ارتباطات ژن‌هایی که افزایش بیان معنادار داشتند، طراحی و بیان ژن‌های جدید یافت‌شده در هر مطالعه بررسی شد.ملاحظات اخلاقی: تمامی ملاحظات اخلاقی در انجام این پژوهش رعایت شده است.یافته ها: ژن‌های دخیل در er-phagy بیان پراکنده‌ای را در مدل‌های مختلف بیماری آلزایمر نشان دادند. در ژن تنظیم‌کننده er-phagy1 ( mafb431) در مطالعات دارای جهش در ژن پروتئین مرتبط با میکروتوبول تائو (mapt) و دارای جهش در ژن پروتئین پیشساز آمیلوئیدبتا (app) افزایش بیان مشاهده شد؛ همچنین در دو مطالعه که دارای جهش در ژن‌های app، پرسینیلین 1 (psen1) و mapt بودند، افزایش ژن منتقل‌کننده کلسترول داخل سلولی 1 (npc1) مشاهده شد. از طرف دیگر، ژن‌های همولوگ شبکه آندوپلاسمی (sec62 ) و پیشرفت چرخه سلولی 1 (ccpg1) هر دو در یک مطالعه کاهش بیان را نشان دادند. درنهایت، ژن رتیکولون 3 (rtn3) در هیچ مطالعه‌ای بیان معنی‌داری نشان نداد.نتیجه گیری: مشخص شد که ژن‌های دخیل در er-phagy بیان پراکنده‌ای در مدل‌های مختلف بیماری آلزایمر دارند. از ژن‌های دخیل در er-phagy تنها افزایش دو ژن fam134b و npc1 احتمالاً در بیماری آلزایمر نقش دارند. به نظر می‌رسد که ژن fam134b در قسمت هیپوکامپ و مغز قدامی با ژن wnk1 که در بقا و تکثیر سلولی نقش خود را ایفا می‌کند و تنها در قسمت مغز قدامی با ژن map1lc3b که در حذف فاگوزوم‌ها و یوبی کوئیتینه کردن پروتئین‌ها عمل می‌کند، همکاری دارد. به نظر می‌رسد npc1 در ناحیه زیربطنی با ژن abcg1 که هومئوستاز لیپیدها را فعال می‌کند، همکاری دارد.

Expression Changes of Genes Involved in Autophagy of the Endoplasmic Reticulum Network in Animal Models of Alzheimer’s Disease

Background and Aim: This study aimed to investigate the association between Endoplasmic Reticulum autophagy (ERphagy) and Alzheimer rsquo;s Disease (AD) by analyzing the expression patterns of related genes in animal models.Methods Materials: Microarray data of AD patients rsquo; brain tissues were extracted from the Gene Expression Omnibus (GEO) database. These data were first analyzed in GEO2R online tool. Then, the expression of ERphagy related genes were isolated and the protein interaction networks were plotted by STRING database for the genes with increased expression. Finally, the relationship between the genes that had significant increased expression were designed, and the expression of new identified genes in each study was examined. Ethical Considerations: All ethical principles were considered in this article. Results: Genes involved in ERphagy showed a sporadic expression in different AD models. An increase in the expression of ERphagy regulatory 1 (FAM134B) gene was observed in studies with the mutation in both Microtubuleassociated Protein Tau (MAPT) and Amyloid Precursor Protein (APP) genes. Increase in the expression of NPC intracellular cholesterol transporter 1 (NPC1) gene was observed in two studies that had mutations in APP, Presenilin 1 (PSEN1) and MAPT genes. Moreover, SEC62 homolog and Cell Cycle Progression 1 (CCPG1) genes both showed decreased expression in one study. Finally, the expression of Reticulon 3 (RTN3) was not significant in any of the studies.Conclusion: The genes involved in ERphagy have a sporadic expression in AD models, where only two genes FAM134B and NPC1 are involved in AD. The FAM134B gene seems to interact with the Wnk1 gene, which plays a role in cell survival and proliferation, in the hippocampus and forebrain. It also interacts with the Map1lc3b gene, which has a role in phagosome deletion and protein ubiquitination, in the forebrain. It also interacts with the Map1lc3b gene, which has a role in phagosome deletion and protein ubiquitination, in the forebrain. NPC1 had interaction with the Abcg1 gene, which activates lipid homeostasis, in the subventricular zone.