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。     

β淀粉样蛋白突变体的寡聚及插膜能力鉴定

β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide, Aβ）的插膜与寡聚是导致阿尔茨海默症（Alzheimer disease, AD）发病的重要事件。已有研究证明,Aβ氨基酸序列29～36与1～28依靠“核心疏水簇”（central hydrophobic cluster,CHC）的作用形成一个稳定的β-发夹结构,Aβ1-40/Aβ1-42的插膜与寡聚需要作用于序列37～40/37～42从而解除序列29～36与N-端之间的结合,但各基元序列如何互作从而贡献出Aβ的寡聚及插膜行为仍不清楚。本文主要研究Aβ1-28、Aβ1-36、Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ11-42、Aβ17-42等突变体的寡聚和插膜能力,并探讨各基元序列（motif）在突变体插膜与寡聚过程中的相互作用。Western印迹、硫黄素T荧光分析、透射电镜等实验检测寡聚能力,模型膜实验比较插膜能力。结果显示：与Aβ1-28及Aβ1-36相比,Aβ1-42、Aβ11-42及Aβ17-42均具有较强的寡聚及插膜能力,说明C-端序列37～42在Aβ寡聚及插膜过程中具有重要的起始作用;Aβ1-42及Aβ1-40可以形成原纤维及纤维,但Aβ11-42、Aβ17-42却不能,这显示序列1～17可以稳定纤维结构。Aβ1-28及Aβ1-36插膜及寡聚能力弱,暗示这两个突变体可能形成了不容易插膜且不容易寡聚的自身稳定结构。上述结果证明,Aβ蛋白C-端是诱导插膜与寡聚的主因,N-端可以稳定长纤维,但对插膜和寡聚的影响并不大,中间肽段很可能形成一个自身稳定的区域,这在一定程度上解释Aβ基元序列的相互作用,但具体氨基酸互作分子机制及抑制方法还需进一步研究。     

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。     

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。