مقايسه تنظيم بيان پروتيين آكواپورين-1 طي تكوين مغز در رت‌هاي نژاد ويستار و H-Tx

Comparative study of aquaporin-1 protein expression in developing brain of Wistar and H-Tx rats

سابقه و هدف: در هيدروسفالي مادرزادي تجمع بيش از حد مايع مغزي نخاعي در مغز باعث تغيير منفي درهوميوستاز آب مي‌گردد.Aquaporin (AQP) خانواده‌اي از پروتيين‌هاي كانالي آبي عرض غشايي مي‌باشند كه نقش مهمي را در تكوين مغز ايفا مي‌كنند و احتمالاً در ايجاد هيدروسفالي مادرزادي نيز نقش دارند. مواد و روشها: در اين مطالعه ميزان بيان پروتيين AQP-1 در رت نژاد Hydrocephalus Texas (H-Tx) توسط روشهاي ايمونوهيستوشيمي، وسترن بلات و الايزا بررسي گرديد. هيدروسفالي در اين حيوانات در نتيجه انسداد قنات مغزي در روز 18 جنيني رخ مي‌دهد كه اين شرايط در هفته‌هاي 5-4 كشنده است. ميزان بيان پروتيين AQP-1 در رت‌هاي H-Tx غيرمبتلا و مبتلا و رت‌هاي كنترل Wistar در روزهاي جنيني 17 و 19 و همچنين در سنين بعد از تولد P3 و P10 ارزيابي گرديد. يافته‌ها: سطح بيان AQP-1 در رت‌هاي H-Tx مادرزادي و مبتلا در مقايسه با رت‌هاي كنترل Wistar كاهش يافت. اين كاهش در E17 يعني يك روز قبل از انسداد Aqueduct در اين حيوان مدل رخ داد كه در رت‌هاي تازه متولد شده اين كاهش بيان بيشتر در نمونه‌هاي P10 مشاهده گرديد. اين مطلب پيشنهاد مي‌كند كه شكل‌گيري اين بيماري مي‌تواند پديده‌اي با اثرطولاني باشد. نتيجه‌گيري: AQP-1 نقش مهمي را درتوليد CSF طي مراحل اوليه دوره حاملگي در هيدروسفالي مادرزادي ايفا مي‌كند. براساس شواهد مولكولي طي مراحل رشد و نمو در اين حيوانات مدل، نقص در تنظيم بيان پروتيين AQP-1 مي‌تواند در ايجاد اين بيماري نقش داشته باشد. مكانيسم عمل مستقيم پروتيين AQP-1 در مسير جريان CSF و يا اثر غير مستقيم آن بر تكوين مغز هنوز شناخته شده نيست و نيازمند مطالعات بيشتر مي‌باشد.

Background and Aim: In congenital hydrocephalus, there is excessive cerebrospinal fluid (CSF) accumulation in the brain that negatively impacts water homeostasis. Aquaporins are a family of transmembrane water channel proteins. They play a significant role in the developing brain and possibly have a role in congenital hydrocephalus. Materials and Methods: We studied the regulation of aquaporin-1 (AQP-1), in the hydrocephalus-Texas (H-Tx) rat model by Immunohistochemistry, western blot analysis, and ELISA assays. Hydrocephalus develops in these animals due to obstruction of the cerebral aqueduct on embryonic day 18, and the condition is fatal by 4-5 weeks of age. AQP-1 protein expression was evaluated in unaffected H-Tx animals, affected hydrocephalic (HC) animal and Wistar control animals at embryonic ages of E17 and E19, and post natal ages of P3 and P10. Results: Our findings indicate that AQP-1 is down-regulated in the congenital H-Tx and affected (HC) animals compared to Wistar control animals. The decrease occurs at day E17, one day before aqueduct stenosis in this animal model. Postnatally, the decrease in AQP-1 is more evident at age P10, suggesting this might be a longstanding phenomenon. ‍Conclusion: AQP-1 may play an important role in the production or absorption of CSF in the early gestation period of congenital hydrocephalus. The molecular aspects of early development in this rodent model may involve an abnormality of aquaporin regulation. The mechanism of AQP-1’s direct involvement in the CSF pathway or its indirect effect on cortical development remains to be understood.