β-淀粉样蛋白单体及寡聚体鉴定方法的改进与优化北大核心CSCD

β-淀粉样蛋白(β-amyloid peptide,Aβ)经过自身聚集形成寡聚体,是导致阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发病的重要风险因素之一。鉴定Aβ寡聚状态对于细胞毒性和寡聚抑制的研究非常重要。本文通过优化Aβ42蛋白用量、增加交联剂、尺寸排阻色谱法(size exclusion chromatography,SEC)和硫磺素T(thioflavin T,Th T)荧光分析等方法,对Aβ42的蛋白质聚集状态进行检测。得到改进和优化的方案:(1)对电泳和电镜的优化,16.5%的Tris-tricine胶,最适合分析Aβ42寡聚状态。使用电泳和电镜对Aβ42检测时,其用量有较严格的限制。电泳的上样量应为0.5μg最佳。50μg/m L Aβ42单体浓度,最适合电镜观察;(2)对Aβ42交联的优化,终浓度为0.3mmol/L BS3,有利于对Aβ42寡聚体的区分;(3)SEC可以利用凝胶孔隙的大小,实现Aβ42单体和寡聚体在非变性条件下的分离。与Aβ40相比,Aβ42进行SEC分析时,单次上样量需达到6.75μg以上;(4)细胞毒性实验和Th T检测,可以反馈Aβ42寡聚状态的鉴定效果。上述检测方法的细化和改进,将为Aβ42肽在AD的研究中提供一定的参考。一些Aβ42特异性寡聚体的鉴定方法本文未提及,仍需要在今后的研究中进一步改进与优化。     

不同聚集状态的Aβ寡聚体在阿尔茨海默病发生中的作用机制研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以智力损害和认知障碍为主要临床表现的神经退行性疾病.AD的发病因素和发病机制十分复杂,国际上对AD多年的研究提出几种假说,其中以β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)为AD主要致病因子的Aβ假说一直占据重要地位.Aβ可以分为单体、寡聚体和纤维状Aβ,其中寡聚体Aβ是导致AD中认知功能障碍和神经退变的主要因素.Aβ寡聚体又可以细分为不同的聚集状态,不同聚集状态的Aβ寡聚体在AD发生发展过程中起到的作用不同.本文主要综述几种不同聚集状态的寡聚体在AD发病中的作用及机制.     

寡聚体Aβ_(1-42)对大鼠海马突触可塑性的慢性影响

突触传递的长时程抑制(long-term depression,LTD)和长时程增强(long term-potentiation,LTP)是突触可塑性的两种重要形式,并且与学习记忆密切相关。本文探讨Sprague-Dawley(SD)大鼠在海马齿状回区(dentate gyrus,DG)注射36h孵育形成的寡聚体Aβ1-4230d后,在体海马前穿通纤维-齿状回通路(perforant path-dentate gyrus pathway,PP-DG)的突触可塑性和空间记忆能力的变化。2.5月龄SD大鼠随机分为寡聚体Aβ1-42注射组[即阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型组,n=12]和正常对照组(n=12),分别在双侧海马DG区注射5μg寡聚体Aβ1-42或生理盐水。应用Morris水迷宫检测大鼠空间记忆能力。同时运用神经电生理在体胞外记录技术,检测寡聚体Aβ1-42引起的海马双脉冲易化(paired pulse facilitation,PPF)、LTD、LTP等突触可塑性形式的变化。结果显示:(1)AD模型组大鼠空间记忆能力下降(P<0.05);(2)寡聚体Aβ1-42降低...     

β-淀粉样肽寡聚体的制备及鉴定

[目的]制备β-淀粉样肽(amyloid-βpeptide,Aβ)的可溶性寡聚体。[方法]选取化学合成的Aβ25-35、Aβ1-42及对照肽Aβ35-25,体外37℃孵育7 d制备Aβ寡聚体。采用dot blotting,免疫印迹鉴定Aβ的聚集状态;并通过TUNEL法检测Aβ的神经毒性。[结果]经dot blotting和免疫印迹检测,显示本研究制备获得的Aβ25-35和Aβ1-42均为寡聚体,且Aβ25-35寡聚体的分子量以2 kDa、3 kDa和17 kDa为主,Aβ1-42分子量主要为4kDa和8kDa,而对照肽Aβ35-25并不能形成寡聚体。TUNEL法则显示Aβ25-35寡聚体可以引起SH-SY5Y细胞凋亡。[结论]在体外成功建立制备Aβ寡聚体的方法,且通过形态学实验证实该Aβ有神经毒性,为后续研究阿尔兹海默症的致病机制奠定实验基础。     

Aβ_(1-42)寡聚体通过PI3K-AKT信号通路诱导神经胶质细胞内TNF-α表达的机制研究

本文主要应用Western blot和Real-Time PCR等实验方法考察Aβ_(1-42)寡聚体通过AKT信号通路对人源胶质母细胞瘤A172和鼠源胶质母细胞瘤D1A细胞中TNF-α表达的影响,同时应用免疫荧光的实验方法,进一步检测Aβ_(1-42)寡聚体诱导TNF-α表达的具体调控机制。结果发现,A172和D1A细胞经Aβ_(1-42)寡聚体处理后,Aβ_(1-42)寡聚体可上调炎症因子TNF-α的表达,并且免疫荧光结果显示,此诱导作用是通过PI3K-AKT信号通路实现的。基于本实验研究,说明Aβ_(1-42)寡聚体参与AD患者脑内炎症反应的发生,提示抗炎及抗Aβ形成在阿尔茨海默病的临床治疗方面具有重要的理论意义。     

新型Aβ42寡聚体模拟表位疫苗的制备

旨在获得一株特异靶向致病性Aβ42寡聚体的模拟表位疫苗。在前期工作中,应用亲和层析的方法从人静脉用免疫球蛋白(Intravenous immune globulin,IVIG)中纯化获得特异性识别Aβ42寡聚体的抗体组分IVIG-AOB。以IVIG-AOB为靶蛋白,应用噬菌体展示技术淘选出一系列Aβ42寡聚体的特异性环状模拟表位多肽,随后将表位多肽融合表达至乙肝病毒核心蛋白(HBcVLP)构建成表位载体疫苗,进而将免疫小鼠,从中筛选出能有效免疫产生抗Aβ42寡聚体抗体的模拟表位疫苗。从噬菌体环形七肽库中筛选出5条特异性结合IVIG-AOB的模拟表位多肽,将其克隆至HBc载体,并在大肠杆菌中成功表达和组装成嵌合表位的HBc-VLP,通过免疫小鼠优选出一株效果最好的Aβ42寡聚体构象表位疫苗HBc-C4。Aβ寡聚体是AD发生发展的主要致病因素。基于Aβ42寡聚体独特的构象表位研制的表位HBc-VLP疫苗诱导机体产生的抗体将能够特异靶向并中和毒性Aβ42寡聚体,而不影响Aβ42的正常生理功能,从而起到从根本上治疗AD的作用。     

β-淀粉样蛋白寡聚体对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞Munc-18表达的调节

为了观察阿尔茨海默病(AD)起始因素β-淀粉样蛋白(Aβ)对Munc-18表达的调节作用,采用Zn^2 诱导制备Aβ寡聚体,分化的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞经纳摩尔浓度Aβ寡聚体作用后用免疫印迹和流式细胞术的方法检测SH-SY5Y细胞的Munc-18蛋白水平,用MTT法分析纳摩尔浓度Aβ寡聚体的细胞毒性。结果发现,1nmol／L Aβ寡聚体作用1天后,SH—SY5Y细胞的Munc-18蛋白水平明显下调,随后逐渐增加。高浓度的Aβ寡聚体也有相似的作用效应,但抑制Munc-18蛋白表达的效应更明显。另外,相同浓度Aβ单体对Munc-18表达没有明显的影响,纳摩尔浓度的Aβ寡聚体也没有对细胞代谢产生显著的抑制。结果表明,纳摩尔水平Aβ寡聚体对Munc-18的表达有调节作用。     

模型膜实验方法在β淀粉样蛋白与细胞膜间相互作用中的应用与改进

β淀粉样蛋白(amyloid β peptide,Aβ)与细胞膜间的相互作用很可能是阿尔茨海默症病(Alzheimer disease, AD)重要的风险因素。模型膜研究方法在该领域的应用和更新持续至今,但仍存在一些问题有待解决,例如,Aβ插膜后聚集状态与Aβ融合到脂质体膜聚集状态的差异,Aβ插膜后形成微通道的时间及与磷脂成分的关系等。本文试图解析这两个问题,同时,系统地总结出常用的和更新的模型膜研究方法,这些方法包括单层膜插膜及电镜样品的制备,脂质体制备方法的改进,脂质体膜上Aβ42经过高盐及酸清洗后的Western 印迹检测,ANTS-DPX研究脂质体泄漏等。研究结果显示：(1)胞外及膜内Aβ42单体与脂质体膜作用后的聚集状态存在差异,Aβ42单体插膜后更容易聚集成纤维,而膜内融合的Aβ42呈现寡聚体形式;(2) Sepharose CL-4B柱过滤比微型挤出器制备的脂质体更加均一分散;(3)Aβ42在膜上形成微通道很可能是一个缓慢的过程,且与脂质体的磷脂种类相关。这些方法为Aβ42与细胞膜的相互作用提供了实用的研究手段,同时也为其他膜蛋白质与细胞膜的相互作用提供了可以借鉴的办法。研究结果使β淀粉样蛋白代谢过程更加清晰。     

Cu2+-Aβ 复合物与Aβ 单体诱导神经元 H2O2 释放作用的比较研究

目的:比较不同摩尔比Cu~(2+)-Aβ复合物与Aβ单体诱导神经元H_2O_2释放作用的差异。方法:制备不同摩尔比(0.1-5)的Cu~(2+)-Aβ复合物,通过检测硫磺素T(Thioflavin T,Th T)荧光强度考察Cu~(2+)对Aβ纤丝形成的影响。利用原代培养的大鼠海马神经元细胞,分别以不同摩尔比Cu~(2+)-Aβ复合物,不同浓度Cu~(2+)-Aβ复合物(摩尔比为1),以及Aβ单体和Cu~(2+)处理细胞,检测培养上清中的H_2O_2含量;分离线粒体,分别检测不同浓度Cu~(2+)-Aβ复合物(摩尔比为1),以及Aβ单体和Cu~(2+)处理后H_2O_2的释放;观察不同摩尔比Cu~(2+)-Aβ复合物,不同浓度Cu~(2+)-Aβ复合物(摩尔比为1),以及Aβ单体和Cu~(2+)对神经元细胞活力的影响。结果:(1)Th T荧光试验结果表明,Cu~(2+)与Aβ(10μM)摩尔比为1~5范围内可明显抑制Aβ纤丝形成。(2)Cu~(2+)-Aβ复合物(摩尔比为1~5;Aβ浓度为10μM)以及摩尔比为1的Cu~(2+)-Aβ复合物(Aβ浓度分别为5,10μM)可显著诱导神经元释放H_2O_2;另外,摩尔比为1时,Cu~(2+)-Aβ复合物还可诱导神经元线粒体内H_2O_2释放;上述作用均强于Aβ单体或Cu~(2+)。(3)Cu~(2+)-Aβ复合物(摩尔比为1~5)可显著降低神经元细胞活力,该作用强于Aβ单体或Cu~(2+)。结论:与Aβ单体相比,Cu~(2+)-Aβ复合物诱发神经元细胞及其线粒体释放H_2O_2作用更强,并诱发更为明显的神经元毒性。提示Cu~(2+)与Aβ之间的配位结合可能增强其引发活性氧释放以及神经元毒性反应;Cu~(2+)-Aβ复合物引发的活性氧可能主要来自线粒体。     

不同寡聚形式的Aβ42与细胞膜作用显示毒性差异

β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide, Aβ）与神经细胞膜的相互作用是阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）发病的重要事件,但不同寡聚形式的Aβ与细胞膜相互作用的差异仍缺乏直接比较。本文通过膜天平、透射电子显微镜、Thioflavin T(ThT)和细胞毒性实验等方法,检测Aβ42单体、ADDL、原纤维等形式的β-淀粉样蛋白与磷脂膜的作用方式,分析不同形式淀粉样蛋白对细胞的毒性作用。结果显示,（1）单层膜的实验数据可以判断Aβ42单体和寡聚体插膜能力存在差异,Aβ42单体能插入磷脂单层膜内,而Aβ42 ADDL不具备插膜能力;（2）透射电镜和ThT荧光检测,定性定量地分析出不同聚集形式的Aβ42具有不同的纤维化能力,Aβ42单体纤维化能力最强,而Aβ42原纤维的纤维化能力次之,Aβ42ADDL很难形成纤维;（3）Aβ42单体细胞毒性较弱,而Aβ42 ADDL和原纤维的细胞毒性较强。由以上结果可以得出结论：在磷脂膜存在的条件下,Aβ42单体可以插入膜内并迅速形成无毒性的Aβ42纤维,因此,细胞毒性较弱。而ADDL及原纤维不能插入膜内,纤维化能力较弱,从而以寡聚体的形式发挥细胞毒性。将单体、ADDL及原纤维形式的Aβ42与细胞膜相互作用进行分析,将为Aβ42在AD中的毒性机制研究提供一定的参考。但各种寡聚体入胞的方式及毒性机制仍需要进一步研究。     

人源性天然抗体库的构建及淀粉样蛋白Ab1-42寡聚体单链抗体的筛选和鉴定

本研究旨在利用噬菌体展示技术构建人源性天然抗体库,以可溶性Aβ1-42寡聚体对抗体库进行筛选获得针对低分子量Aβ1-42寡聚体的特异性单链抗体。利用RT-PCR法从10个健康人外周血淋巴细胞中得到全套人抗体VH和VL基因,经过重叠延伸PCR将VH和VL连接得到scFv片段,将scFv片段酶切后克隆至pCANTAB5E噬菌体载体,电转化TG1感受态菌,获得库容为2.5×109单链抗体库。经辅助噬菌体M13K07拯救,以可溶性Aβ1-42寡聚体为抗原,对抗体库进行4轮筛选,ELISA法筛选特异性识别Aβ1-42寡聚体的阳性克隆,将筛选到的阳性克隆B19转化至E.coli HB2151菌,诱导表达可溶性scFv抗体。SDS-PAGE及Western blotting分析结果显示可溶性scFv抗体获得了正确表达,且能够与Aβ1-42三聚体及纤维特异性结合,亲和力(Kd)为9×10-6 mol/L。Aβ1-42寡聚体特异性单链抗体的获得为老年性痴呆(AD)的治疗研究奠定了基础。     

人源性天然抗体库的构建及淀粉样蛋白Aβ1-42寡聚体单链抗体的筛选和鉴定

本研究旨在利用噬菌体展示技术构建人源性天然抗体库,以可溶性Aβ1-42寡聚体对抗体库进行筛选获得针对低分子量Aβ1-42寡聚体的特异性单链抗体.利用RT-PCR法从10个健康人外周血淋巴细胞中得到全套人抗体VH和VL基因,经过重叠延伸PCR将VH和VL连接得到scFv片段,将scFv片段酶切后克隆至pCANTAB5E噬菌体载体,电转化TG1感受态菌,获得库容为2.5×109单链抗体库.经辅助噬菌体M13K07拯救,以可溶性Aβ1-42寡聚体为抗原,对抗体库进行4轮筛选,ELISA法筛选特异性识别Aβ1-42寡聚体的阳性克隆,将筛选到的阳性克隆B19转化至E coliHB2151菌,诱导表达可溶性scFv抗体.SDS-PAGE及Western blotting分析结果显示可溶性scFv抗体获得了正确表达,且能够与Aβ1-42三聚体及纤维特异性结合,亲和力(Kd)为9×10-6 mol/L.Aβ1-42寡聚体特异性单链抗体的获得为老年性痴呆(AD)的治疗研究奠定了基础.     

脂筏在阿尔茨海默病发病机制中的作用

Aβ毒性学说在阿尔茨海默病(AD)发病机制中占主导地位。由于淀粉样前体蛋白(APP)的代谢紊乱,产生了过量的Aβ42,后者迅速聚集形成寡聚物,启动了Aβ瀑流效应,造成了Aβ的沉积,形成老年斑。越来越多的实验表明,脂筏在Aβ的产生和异常沉积过程具有重要调节作用。脂筏是富含胆固醇和磷脂的细胞膜特殊区域,本文对脂筏的结构功能及其在AD发病机制中作用进行了概述。     

EGFP-LC3稳定细胞系的建立及对Aβ自噬效应的研究

该文建立了稳定表达EGFP-LC3的HEK293细胞系,以10μmol/L的Aβ肽及其不同疏水性氨基酸含量的截短形式处理细胞24 h,计数LC3的荧光斑点数;Western blot检测LC3B表达量的变化;MTT检测特定Aβ诱导细胞自噬后对细胞活性的差异;用透射电镜确认自噬体的细胞超微结构。结果显示,G418(700μg/m L)筛选6周后,建立了稳定表达EGFP-LC3的HEK293细胞系;Aβ25-35、Aβ40和Aβ42诱导细胞内LC3荧光斑点的效果较明显;Western blot结果显示LC3B的酯化,即LC3BI向LC3BII转变;MTT检测发现,与Aβ40相比,Aβ42处理后伴随自噬的细胞毒性更强;电镜可以见到Aβ诱导的自噬小体。提示,Aβ肽及其截短的疏水性片段均可诱导自噬,且诱导自噬的效果与疏水性氨基酸含量无关;同时,Aβ42细胞损伤强于Aβ40。该研究为进一步探讨AD自噬机制提供了实验基础。     

综述与专论：突变和修饰β淀粉样蛋白与阿尔茨海默病

淀粉样蛋白级联假说是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)病因学的核心,但在过去几年中,靶向淀粉样斑块并未实现成功的免疫治疗。最近几年,不同形式的β淀粉样蛋白(Aβ)引起人们的关注。本文总结了关于早发性AD患者大脑中不同Aβ突变体和散发性AD患者大脑中已经鉴定出的经过酶切及修饰产生的不同形式Aβ的研究进展,重点阐述了这些Aβ的聚集特性和在AD发展中的影响,并对目前报道的Aβ变体检测分析方法进行了概述。本文旨在为今后深入研究不同形式的Aβ及相关分子在AD病理过程中的作用、开发诊断和治疗AD新方法提供参考。     

酵母朊蛋白Sup35NM的寡聚化过程研究

本文研究了与神经退行性疾病相关蛋白有类似聚集行为的模型蛋白质酵母朊蛋白Sup35NM的错误折叠过程,特别是初始的寡聚化过程.为了延缓和阻止朊蛋白Sup35NM在磷酸盐缓冲液中(体外条件)的聚集以利研究,在Sup35NM的N结构域第31位点处突变并修饰了一个聚合物分子PNIPAM(即蛋白质-高分子结合物Sup35NM-31m-PNIPAM).硫代黄素T荧光光谱实验显示,修饰延缓了Sup35NM的寡聚化,并给出了研究寡聚化的时间窗口:25℃时,修饰前后分别是~10和24 h.激光光散射实验进一步证实了修饰阻碍Sup35NM寡聚化聚集.运用Smoluchowski模型公式,拟合了激光光散射实验数据,定量地给出并对比了修饰前后两个样品在聚集初期(6 h内)的寡聚体分布.结果显示,在引发聚集6 h后,未修饰样品中的蛋白质单体仅剩13%,而在PNIPAM修饰后的样品中蛋白质单体则仍占46%.本工作为可控、定量研究朊蛋白寡聚化提供了新思路.     

淀粉样蛋白膜内片段的AD 相关生物学特性研究

目的:体外条件下研究淀粉样蛋白膜内片段(intramembranous fragments of amyloid-β,IF-Aβ)对Aβ42成纤维和神经毒性的影响。方法:(1)硫磺素T法检测IF-Aβ对Aβ42成纤维性的影响;(2)MTT法和荧光分光光度计检测IF-Aβ对经过Aβ42预处理的体外培养神经元的活性和胞浆钙离子浓度影响。结果:(1)IF-Aβ本身无成纤维性,而且可以抑制或解聚Aβ42成纤维;(2)相对于单独经Aβ42预处理的体外培养神经元,IF-Aβ的加入可以提高神经元的活性和降低胞浆钙离子的浓度。结论:IF-Aβ具有保护体外培养神经元免受Aβ42毒性作用的功能,为阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的在体治疗研究奠定了基础。     

以Aβ4-11为免疫原制备Aβ1-42多克隆抗体

β淀粉样蛋白1-42(βamyloid 1-42,Aβ1-42)是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的主要致病蛋白,其抗体一直处于研发当中。现以Aβ4-11耦联KLH免疫2月龄雌兔,ELISA检测雌兔免疫血清中所产生的抗Aβ4-11 IgG滴度,Protein G-琼脂糖亲和层析纯化IgG,Bradford方法进行IgG蛋白含量测定,SDS-PAGE进行IgG纯度测定,最后运用所制备的多克隆抗体采用免疫组化的方法分别对正常小鼠和9月龄APP转基因小鼠进行老年斑的检测,以鉴定此抗体对Aβ1-42的特异性及亲和力。结果显示Aβ4-11具有良好的体液免疫原性,而且以其为免疫原制备的抗体对Aβ1-42表现出良好的特异性及亲和力。结果表明,以Aβ4-11亚单位片段为免疫原制备的Aβ1-42多克隆抗体,可以作为AD的一种有效研究工具,同时也为AD的诊断和治疗提供了一种新的可能。     

双受体激动剂CI-1206拮抗Aβ1-42所致小鼠空间学习记忆损伤的作用

目的:探讨葡萄糖依赖性促胰岛素释放激素(GIP)和胰高血糖素样肽1(GLP-1)双受体激动剂CI-1206拮抗淀粉样β蛋白(Aβ)所致小鼠空间工作记忆及长时程记忆损伤的作用。方法:C57小鼠经侧脑室注射Aβ1-42寡聚体建立AD动物模型,经腹腔注射CI-1206进行药物干预,随机分为对照组(saline+D-PBS)、Aβ1-42+saline、CI-1206+D-PBS、Aβ1-42+CI-1206组(n=12),而后联合应用Y-迷宫和Morris水迷宫行为学手段检测小鼠空间学习记忆。结果:1Aβ1-42+saline组小鼠在Y迷宫自发交替实验中进臂正确百分比明显低于对照组(P0.05);Aβ1-42+CI-1206组则明显高于单独给予Aβ1-42组(P0.05);2 Morris水迷宫结果显示,与对照组相比,Aβ1-42+saline组的小鼠逃避潜伏期明显延长,目标象限游泳时间百分比降低(P0.05),经CI-1206处理可明显改善(P0.05);3Aβ1-42和CI-1206均不影响小鼠的运动能力和视力。结论:脑室注射Aβ影响小鼠短期工作记忆及长期空间学习记忆能力;腹腔注射CI-1206可拮抗Aβ1-42所致的短期和长期记忆损伤。     

淀粉样β蛋白质构象转换及其抑制的分子动力学模拟

阿尔茨海默病(AD)是多发于老年人的神经退行性疾病。淀粉样β蛋白质(Aβ)的错误折叠和聚集与AD的发生与发展密切相关。以Aβ的错误折叠和聚集为靶标进行AD防治药物研究已成为近年来AD研究领域的热点之一。从初始的α-螺旋结构或无规卷曲构象转换形成富含β-折叠结构是Aβ聚集的关键步骤。本文中,笔者综述利用分子动力学(MD)模拟研究Aβ构象转换的分子机制,介绍MD模拟在小分子和多肽抑制剂抑制Aβ构象转换中的应用。