阿尔茨海默病β分泌酶的研究进展

淀粉样前体蛋白（APP）在β位点裂解产生的Aβ是阿尔茨海默病（AD）患者老年斑的主要成分,APPβ位点裂解酶（β－site APP cleavage enzyme,BACE）是Aβ生成的关键酶,其实质是一种新型跨膜天冬氨酸蛋白酶。已发现的BACE有两种类型,即BACE和BACE2。二者的作用环境,亚细胞内定位相似,但BACE的中枢神经系统表达模式,降解APP的位点更具有β分泌酶的特性,因此,BACE被认为是脑内理想的β分泌酶侯选者。     

石杉碱甲对阿尔茨海默病转基因小鼠脑内β-淀粉样蛋白表达的影响

本文主要观察石杉碱甲对阿尔茨海默病转基因小鼠脑内β-淀粉样蛋白表达的影响。应用免疫荧光技术检测Aβ在C57BL/6野生型小鼠、APP/PS1转基因小鼠及石杉碱甲治疗组小鼠脑内的表达情况,同时应用Western blot和Real-Time PCR的方法检测Aβ形成所需的β-、γ-分泌酶亚基Bace1及PS1在脑内的表达。结果发现石杉碱甲治疗后的AD模型小鼠脑内Aβ表达及含量与AD组相比明显减少,Bace1及PS1的表达都有明显的减少。以上结果说明石杉碱甲可通过降低APP/PS1转基因小鼠脑内Bace1、PS1的表达进而降低γ-分泌酶的活性,从而使AD小鼠脑内的Aβ蛋白表达水平下降,提示石杉碱甲在AD的临床治疗方面具有重要的理论意义。     

锌转运体ZNT7在Alzheimer病动物模型APP/PS1转基因鼠脑内的表达

目的研究阿尔茨海默病（Alzheimer disease,AD）模型小鼠APP/PS1转基因小鼠脑内锌转运体ZNT7的分布和表达,探讨ZNT7参与Aβ老年斑形成的机理。方法应用免疫组织化学染色观察ZNT7在脑内分布情况,应用Western Blot方法分析ZNT7在APP/PS1转基因小鼠大脑内的表达。结果ZNT7免疫阳性反应产物主要分布在APP/PS1转基因小鼠大脑皮层、纹状体和海马的老年斑内,强阳性的ZNT7免疫产物定位于老年斑的核心。Western Blot分析结果表明ZNT7在APP/PS1转基因小鼠大脑内的表达明显高于野生型小鼠。结论ZNT7在APP/PS1转基因小鼠大脑内的高表达以及在Aβ老年斑的定位,提示ZNT7可能参与了锌离子在老年斑内的聚集,进而参与了APP/PS1转基因小鼠大脑内老年斑的形成。     

β片层阻断肽H102对双转基因AD小鼠海马脑区APP代谢酶的影响

目的:探讨β片层阻断肽H102对APP/PS1双转基因小鼠(AD小鼠)海马脑区β淀粉样蛋白前体蛋白(APP)代谢分泌酶以及学习记忆能力的影响。方法:将6月龄大小的30只AD模型小鼠随机分为AD组和H102组,相同月龄、数量和背景的C57BL/6J小鼠作为对照组(n=15)。H102组每日经鼻腔给予H102溶液(5.8 mg/kg)5μl,对照组及AD组每日给予辅料溶液5μl。给药30 d后,使用Morris水迷宫的方法检测各组小鼠的空间记忆能力变化,采用免疫组织化学方法及Western blot技术测定海马脑区α分泌酶(ADAM10和ADAM17)、β分泌酶(BACE1)及γ分泌酶(PS1,APH1a,PEN2)在小鼠海马中的表达。结果:与对照组比较,AD组小鼠海马脑区BACE1、PS1、PEN-2、APH1-a蛋白表达显著升高,ADAM10、ADAM17蛋白表达显著降低(P0.05);与模型组相比,H102能够明显提高AD小鼠的空间学习记忆能力,明显降低海马脑区BACE1、PS1、PEN-2、APH1-a蛋白的表达,明显提高ADAM10、ADAM17蛋白的表达(P0.05)。结论:β片层阻断肽H102能够减少海马脑区Aβ的生成,提高海马脑区α分泌酶的活性,降低β和γ分泌酶的活性,改善AD小鼠的学习记忆能力。     

SB239063对APPswe/PS1dE9小鼠Aβ生成的调控作用及机制研究

目的:探讨p38MAPK抑制剂SB239063对AD模型小鼠认知功能障碍及其脑内β-淀粉样蛋白(beta-amyloid protein,Aβ)表达情况的影响。方法:采用6月龄APPswe/PS1d E9(APP/PS1)双转基因雄性AD模型小鼠及同龄野生型(WT)C57BL/6J小鼠为研究对象,将小鼠随机分为SB239063-WT治疗组、WT对照组、SB239063-APP/PS1治疗组和APP/PS1对照组,治疗组小鼠接受腹腔注射SB239063药物溶液(用3%DMSO生理盐水溶液溶解,给药剂量为15 mg/kg),对照组小鼠接受腹腔注射相应体积的3%DMSO生理盐水溶液,1次/日连续给药6周。采用Morris水迷宫、蛋白质印迹法(Western Blot)和酶联免疫吸附法(ELISA)分别评估各组小鼠学习记忆功能、Aβ含量及其相关酶β-位点APP裂解酶1(BACE1)、早老素1(PS1)的表达水平。结果:水迷宫结果显示,与APP/PS1对照组相比,SB239063慢性治疗可以明显缩短APP/PS1小鼠找到隐藏平台所需的潜伏期(P0.01),增加APP/PS1小鼠在目标象限停留时间百分比(P0.01)和穿越原平台区域的次数(P0.01);ELISA结果显示,给予SB239063治疗能够显著减少AD小鼠脑内可溶性Aβ1-42(P0.05)、Aβ1-40(P0.05)和Aβ寡聚体(P0.01)的含量;Western blot结果显示,给予SB239063治疗后APP/PS1小鼠脑内皮层和海马组织中的p-p38MAPK(P0.01)、BACE1(P0.01)、PS1(P0.01)的表达水平明显下降。结论:SB239063可能通过下调p38MAPK的磷酸化水平抑制BACE1和PS1的表达,从而减少Aβ的生成并且改善AD小鼠的学习记忆功能损害,提示SB239063对Aβ所造成的病理损害具有潜在的治疗作用。     

藏药七十味珍珠丸改善APP/PS1小鼠学习记忆能力北大核心CSCD

藏药七十味珍珠丸(ratanasampil,RNSP)可改善大脑氧化应激水平,改善大脑功能,有安神和促进学习记忆的功效,然而RNSP是否可改善阿尔茨海默症(AD)小鼠的学习记忆功能,尚缺乏系统研究。本研究采用APP/PS1转基因小鼠为研究对象,并随机将其分为实验组和对照组。对实验组进行为期12周的RNSP灌胃给药,对照组进行12周的蒸馏水灌胃,采用Morris水迷宫与开场实验评价小鼠学习记忆能力,比较小鼠体重与相关器官质量,并比较器官质量指数,通过分子生物学检测指标评价小鼠脑内老年斑数量,Aβ生成量及BACE1表达水平。本研究证实,与对照组相比,给药组小鼠定位航行潜伏期明显缩短(22.60±13.26 vs.46.44±8.41,P<0.01,day 5),穿越平台次数明显增加(1.29±0.37 vs.0.54±0.29,P<0.01),探洞次数明显增加(32.11±9.85 vs.20.89±8.78,P<0.05),表明RNSP提高了APP/PS1小鼠的学习记忆能力和空间探索能力。与对照组相比,给药组小鼠大脑重量及脑质量指数均增高(0.4135±0.0102 vs.0.3833±0.0254,P<0.05;2.04±0.08 vs.1.84±0.15,P<0.05),脑内老年斑数量减少(18.70±7.88 vs.38.83±6.15,P<0.05),Aβ1-42水平及BACE1表达均显著降低(0.19±0.08 vs.0.41±0.12,P<0.05;0.136±0.04 vs.0.206±0.02,P<0.05),表明RNSP延缓了APP/PS1小鼠的脑萎缩进程,降低脑内老年斑的形成,下调脑内Aβ1-42水平和BACE1裂解酶的蛋白质表达量。本研究提示,RNSP可改善APP/PS1小鼠的学习记忆能力,其机制可能和RNSP抑制脑萎缩,降低BACE1蛋白表达以及减少脑内Aβ沉积有关。     

β分泌酶的研究进展

β淀粉样蛋白是淀粉样前体蛋白经β分泌酶和γ分泌酶共同作用产生的,其聚集是形成阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),即老年性痴呆病人脑中老年斑的主要原因。实验证实BACE1(β-site APP cleaving enzyme)是体内主要的β分泌酶,它与同源蛋白BACE2组成新的天冬氨酸蛋白酶家族。关于β分泌酶的性质和功能、基因剔除实验、底物选择性、晶体结构和抑制剂研究都有了相应的报道,为进一步开发治疗老年性痴呆的药物奠定了基础。     

APP/PS1转基因鼠脑内小泛素化修饰物-1上调可能参与阿尔茨海默病老年斑形成和神经突起变性的调节北大核心CSCD

小泛素化修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是一类重要的类泛素蛋白,研究显示一些神经退行性疾病相关蛋白可以被SUMO化修饰。本文旨在观察APP/PS1转基因阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)鼠中SUMO-1表达及修饰的变化,并探讨SUMO-1与AD病理的关系。采用免疫印迹的方法检测12月龄的APP/PS1转基因AD鼠脑内SUMO-1表达及修饰的变化,同时用免疫共沉淀及免疫荧光的方法研究AD鼠脑内SUMO-1与tau、APP和Aβ的关系。结果显示:(1)与正常野生型小鼠相比,AD鼠脑内SUMO-1表达及其修饰的蛋白增加,同时伴有泛素化蛋白的增加;(2)AD鼠大脑皮层的RIPA可溶蛋白组份中,SUMO-1修饰的tau增加,而AT8抗体识别的磷酸化tau的SUMO-1修饰减少,但422位点磷酸化tau的SUMO-1修饰没有明显改变;(3)SUMO-1与磷酸化tau、APP及Aβ免疫荧光双标显示,在AD鼠脑内SUMO-1可在老年斑的中部和周围分布,并且SUMO-1与AT8识别的磷酸化tau在老年斑周围的变性神经突起中有相对较多的共存,但与APP、PS422识别的磷酸化tau和Aβ的共定位很少。以上结果提示,SUMO-1在APP/PS1转基因AD小鼠脑内表达增加,并可能参与变性神经突起及老年斑形成的调节。     

β-分泌酶与二价阳离子耐受蛋白CUTA存在相互作用

淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积是阿尔茨海默病(Alzheimerdisease,AD)的重要病理特征之一.Aβ是由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)经β-分泌酶(BACE)和γ-分泌酶水解产生的,因此BACE1在AD的形成过程中发挥重要作用.为了进一步研究BACE1的作用机制,以BACE1胞内段构建诱饵蛋白用酵母双杂交方法筛选与之相互作用的蛋白质.结果得到了二价阳离子耐受蛋白(divalent cation tolerant protein,CUTA)的阳性克隆,β-半乳糖苷酶实验表明CUTA和BACE1胞内片段存在相互作用.构建了两者全长基因的表达载体,证明二者在哺乳动物细胞中同样可以相互作用.CUTA可能涉及铜的代谢动力学及乙酰胆碱酯酶(AchE)的膜锚定,而铜的代谢失衡和AchE水平与AD发病密切相关.实验结果为BACE生物学功能和AD发病机制的研究提供了条件.     

综述:β分泌酶1调控机制在阿尔茨海默病早期发病中的作用

β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑内的沉积被认为是阿尔茨海默病(AD)发病的始动因素之一．β-淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1(BACE1)是Aβ产生过程中重要的蛋白酶．BACE1在细胞内的表达与成熟受多种因素调节．BACE1与缺血缺氧、炎症应激等多种AD早期的分子病理变化相关,BACE1、Aβ及其相关细胞因子可能成为体液生物学标记物,为临床早期诊断AD提供新的手段．     

ZnT3与Aβ在APP/PS1转基因小鼠老年斑内的定位及相关性

目的研究锌转运体-3（zinc transporter 3,ZnT3）在APP／PS1转基因小鼠大脑皮层及海马内的表达,探讨ZnT3与β-淀粉样蛋白（β-amylold,Aβ）在老年斑内的定位分布及相关性。方法应用免疫荧光和共聚焦激光扫描显微镜观察ZnT3在APP／PS1转基因小鼠大脑内的表达及其与Aβ在老年斑内的位置关系。结果ZnT3主要分布于APP／PS1转基因小鼠大脑皮层和海马的老年斑中,海马苔藓纤维也可见ZnT3的阳性反应产物;ZnT3和Aβ双标的共聚焦激光扫描显微镜观察结果证实几乎所有Aβ老年斑中均有不同程度的ZnT3表达,且主要定位在老年斑周围的变性的神经元及其突起内,围绕老年斑的Aβ核心分布。结论ZnT3与Aβ共同表达于APP／PS1转基因小鼠老年斑内,提示ZnT3可能在老年斑内的锌离子的聚集过程中起着重要的调节作用,进而参与了APP／PS1转基因小鼠大脑内Aβ老年斑的形成。     

治疗阿尔茨海默病的早老素/γ-分泌酶抑制剂和调节剂

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）又称老年痴呆症,是一种中枢神经系统（central nervous system,CNS）退行性疾病。β-淀粉样蛋白（β-amyloid,Aβ42）被认为在阿尔茨海默病（AD）的发生、发展过程中起核心作用。Aβ42由APP经β-和γ-分泌酶相继切割产生。γ-分泌酶是一个蛋白酶复合体,早老素（presenilin,PS）是γ-分泌酶的催化组分。因此,抑制PS/γ分泌酶的活性是治疗AD的关键,因而PS/γ分泌酶也是治疗AD的主要靶点。根据这些理论,人们提出了一些治疗AD的新方法,其中PS/γ-分泌酶抑制剂和调节剂成为近年来人们关注的焦点。     

氟西汀通过增加阿尔茨海默病APP/PS1转基因小鼠脑内乙酰胆碱的含量改善其空间学习能力

目的探讨胆碱能神经系统是否是抗抑郁药氟西汀(Fluoxetine,FLXT)改善阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者大脑空间学习记忆能力的作用靶点。方法随机选取18月龄的雄性APP/PS1双转基因AD小鼠20只分为阳性对照组(APP/PSI组)和FLXT组,分别给予为期4周的腹腔注射生理盐水和FLXT,并随机选取18月龄同窝生野生型(wild type,WT)小鼠10只作为阴性对照组(WT组),该组不给于药物干预。运用Morris水迷宫实验对三组小鼠的空间学习记忆能力进行检测,采用免疫组织化学染色和紫外分光光度法对三组小鼠大脑内β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉积情况和乙醜胆碱(acetylcholine,Ach)的含量、乙酰胆碱脂酶(acetylcholinesterase,AchE)及胆碱乙酰化酶(choline acetyl transferase,ChAT)活性等进行检测。结果水迷宫实验显示,APP/PS1小鼠逃避潜伏期显著长于WT小鼠,FLXT处理可明显缩短APP/PS1小鼠逃避潜伏期;免疫组织化学染色显示,WT小鼠脑内未见明显Aβ沉积,而APP/PSI小鼠海马内可见大量Aβ沉积,FLXT处理可明显减少APP/PS1小鼠海马内Aβ沉积;对Ach含量、AchE和ChAT活性检测显示,APP/PS1小鼠大脑皮质及海马内的Ach含量、AchE活性及皮质内的CHAT活性均较WT小鼠降低,FLXT处理可明显抑制APP/PS1小鼠大脑皮质及海马内Ach含量、AchE活性的降低,但对ChAT活性没明显的作用。结论胆碱能系统可能是FLXT作用于AD大脑的作用靶点之一,即FLXT可能通过增加AD大脑胆碱能神经系统的神经功能活性,进而增加Ach的含量,从而改善AD大脑的空间学习记忆能力。     

β-分泌酶抑制剂的筛选方法及其天然来源的研究进展

β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集是目前公认的导致阿尔茨海默病(AD)发病的关键因素,而β-分泌酶(BACE1)是将大脑中的淀粉样β-蛋白前体(APP)转化成Aβ的第一个蛋白酶,也是Aβ产生的限速酶。因此,对BACE1的抑制是有效治疗AD的策略之一。本文阐述了目前可用于β-分泌酶抑制剂筛选的荧光法、可见光比色法和酵母细胞筛选模型的原理和特点,并对来源于植物、微生物、动物的天然β-分泌酶抑制剂的研究进展进行了综述,为更多活性更强、毒副作用更小的抗AD天然产物先导化合物的发现和结构优化提供了借鉴和启示。     

藏药七十味珍珠丸改善APP/PS1小鼠学习记忆能力

藏药七十味珍珠丸（ratanasampil,RNSP）可改善大脑氧化应激水平,改善大脑功能,有安神和促进学习记忆的功效,然而RNSP是否可改善阿尔茨海默症（AD）小鼠的学习记忆功能,尚缺乏系统研究。本研究采用APP/PS 1转基因小鼠为研究对象,并随机将其分为实验组和对照组。对实验组进行为期12周的RNSP灌胃给药,对照组进行12周的蒸馏水灌胃,采用Morris水迷宫与开场实验评价小鼠学习记忆能力,比较小鼠体重与相关器官质量,并比较器官质量指数,通过分子生物学检测指标评价小鼠脑内老年斑数量,Aβ生成量及BACE1表达水平。本研究证实,与对照组相比,给药组小鼠定位航行潜伏期明显缩短（22.60±13.26 vs. 46.44±8.41, P<0.01, day 5）,穿越平台次数明显增加（1.29±0.37 vs. 0.54±0.29, P<0.01）,探洞次数明显增加（32.11±9.85 vs. 20.89±8.78, P<0.05）,表明RNSP提高了APP/PS 1小鼠的学习记忆能力和空间探索能力。与对照组相比,给药组小鼠大脑重量及脑质量指数均增高（0.4135±0.0102 vs. 0.3833±0.0254, P<0.05;2.04±0.08 vs. 1.84±0.15, P<0.05）,脑内老年斑数量减少（18.70±7.88 vs. 38.83±6.15, P<0.05）,Aβ1- 42水平及BACE1表达均显著降低（0.19±0.08 vs. 0.41±0.12, P<0.05; 0.136±0.04 vs. 0.206±0.02, P<0.05）,表明RNSP延缓了APP/PS 1小鼠的脑萎缩进程,降低脑内老年斑的形成,下调脑内Aβ1-42水平和BACE1裂解酶的蛋白质表达量。本研究提示,RNSP可改善APP/PS 1小鼠的学习记忆能力,其机制可能和RNSP抑制脑萎缩,降低BACE1蛋白表达以及减少脑内Aβ沉积有关。     

淀粉样前体蛋白生理功能研究进展

阿尔茨海默病(alzheimer's diasese,AD)是一种神经退行性疾病,以β淀粉样肽(βamyloid,Aβ)为主要成分的老年斑是脑内的主要病理改变,因此Aβ的过量产生和沉积是AD主要发病机制。Aβ主要由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)经β和γ分泌酶异常剪切产生,APP表达增加被认为是AD的风险因素之一,目前关于APP的研究主要集中在作为Aβ的前体如何剪切及在AD发病中的作用,而对APP的生理功能关注较少。近年研究发现APP具有广泛的生理功能,APP缺失可以影响学习记忆,这与其剪切及Aβ的产生均无关。APP广泛表达于多种器官和组织,生理功能具有多样性,因此了解APP的生理功能将为AD发病机制的研究与治疗干预提供重要的理论依据。本文对此进行综述。     

利用受体漂白荧光共振能量转移技术研究β-分泌酶在活细胞内的二聚化

β淀粉样肽(Aβ)在阿尔茨海默病(AD)患者脑内的产生、聚集和沉积是AD的一个固有病理特征,也被普遍认为是AD的重要发病机理之一.β-分泌酶(BACE)对淀粉样前体蛋白(APP)的裂解是Aβ产生的关键步骤,β-分泌酶抑制剂是AD药物治疗的一个重要发展方向,因此对BACE结构的了解具有重要意义.利用受体漂白荧光共振能量转移(FRET)技术首次在活细胞内研究BACE的二聚化结构.通过基因工程技术分别构建了青色荧光蛋白(CFP)和黄色荧光蛋白(YFP)标记的全长BACE(BACE-FL)和BACE活性部分(BACE-NT),应用共聚焦荧光显微镜和受体漂白FRET技术研究了BACE-FL和BACE-NT在细胞中的表达和定位,以及它们在活细胞内的存在形式.实验结果表明:a.BACE-FL在内质网至细胞膜均有表达,主要分布在高尔基体、细胞膜和内体等细胞器中,而BACE-NT则被滞留在内质网里.b.BACE-NT是单体结构,而BACE-FL在活细胞内则以二聚体的形式存在.证明,BACE的跨膜序列和C端对BACE的转运和定位具有重要作用,其二聚体结构由这些序列决定,而不由其活性位点决定.     

γ-分泌酶的重要组成部分PS

阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)与遗传因素密切相关。研究发现,大多数早发性家族性AD(FAD)和部分散发性AD(SAD)患者存在γ-分泌酶特别是早老素蛋白(presenilin,PS)基因突变。PS基因变异可引起β-淀粉样蛋白前体蛋白的加工和运输异常,产生过多的β-淀粉样蛋白(Aβ)而形成老年斑。对于SAD,PS表达的改变引起细胞骨架蛋白(如tau蛋白)之间的相互作用异常,而与神经纤维缠结(NFT)的形成有关。另外,PS使神经细胞对凋亡刺激的敏感性增强,以及PS基因突变产生过多的Aβ能引起脑内Bax表达增强,促进神经细胞的凋亡过程,引起AD脑内广泛的神经元减少或丢失。因此,PS在AD的发病中起到重要作用。     

阿尔茨海默病中蛋白质相互作用对β-分泌酶的调节机制

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种慢性神经退行性疾病，目前尚无有效的治疗方案。AD发病机制十分复杂，学说众多，目前较为公认的仍然是淀粉样蛋白级联假说。该学说认为，淀粉样斑块在脑组织的沉积是AD发病的关键病理机制。β-分泌酶(β-site APP cleaving enzyme 1, BACE1)是淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein, APP)淀粉样降解途径中的限速酶，其降解产物β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein, Aβ)是淀粉样斑块(amyloid plaques)的主要成分。AD患者大脑BACE1浓度和活性增加，是引起AD的重要因素。因此，探究BACE1生成及活性调节的影响因素不仅对于理解AD的发病机制至关重要，而且对于开发AD的新治疗靶点也有重要意义。蛋白质之间的相互作用在蛋白质参与的各种生物学过程中发挥着重要的作用，因而被广泛研究。BACE1的相互作用蛋白质可以通过直接结合、间接结合和参与各种细胞信号转导通路等方式直接或间接地在BACE1的转录、翻译、修饰与胞内运输等各个环节对BACE1进行调节，从...     

催化淀粉样蛋白产生的γ分泌酶的组装

γ分泌酶可引起多种膜蛋白的跨膜剪切作用,尤其可导致淀粉样前体蛋白（APP）的跨膜剪切,产生淀粉样蛋白（Aβ）。Aβ易发生沉积而诱发阿尔茨海默氏病（AD）。γ分泌酶由四种组分PS、Aph-1、NCT及Pen-2构成,由于该酶的相对分子质量巨大以及结构复杂,所以研究进展比较缓慢,其结构与功能至今仍未完全揭示。本文概述了在催化Aβ产生时γ分泌酶组装过程的研究进展,包括各组分之间的调控及组装。