分子伴侣AChE诱导Aβ寡聚体形成的动力学和膜离子通道改变的研究

Aβ寡聚体是Aβ异常产生和沉积过程中最具有神经元毒性的中间产物。本研究在发现分子伴侣AChE体外促使Aβ形成类似于体内SP样斑块结构的基础上，综合运用化学信息学和高内涵分析等技术，采用作用于不同分子上的特异性的AChE诱导Aβ聚集抑制剂Propidium和AOSC，对分子伴侣AChE在Aβ寡聚体和类离子通道形成中的作用以及随后生物学效应作深入应用基础研究。包括表征AChE参与Aβ聚集和Aβ寡聚体形成的时相；解析AChE诱导Aβ寡聚体形成的分子动力学特征；明确AChE诱导膜离子通道改变的特征；分析AChE诱导Aβ寡聚体的神经毒性作用及信号通路。通过上述从模拟结合到构象转变进而到生物学效应的研究，对AD发病过程中分子伴侣AChE诱导Aβ寡聚体形成和膜离子通道改变这一重要病理变化进行解析，为认识复杂的AD病理生理过程、寻找有效的AD治疗靶标提供创新理论思路。

本研究应用光谱学技术、全细胞膜片钳技术、分子模拟、影像学、免疫学和生物学实验以及高内涵平台，深入研究了分子伴侣AChE诱导Aβ聚集的动力学过程及诱导聚集中间产物-寡聚体的神经毒作用机制，并对以AChE诱导Aβ聚集为靶标的先导化合物进行探索。. 结果表明：1. AChE N末端7-20发夹区域，参与结合并诱导Aβ聚集，此区域是除PAS之外的又一新的诱导聚集相关位点。2. Aβ寡聚体可阻断SK-N-SH细胞延迟整流钾通道并使细胞延迟整流钾通道的激活速率减慢。AChE-Aβ寡聚体则对延迟整流型钾通道无明显作用，而具有抑制内向整流钾通道电流的作用。 Aβ寡聚体与AChE-Aβ寡聚体均可引起细胞细胞外钙内流增加，但峰值出现时间存在差异。AChE-Aβ复合物寡聚体与Aβ寡聚体所引起的不同的神经细胞膜离子通道的变化，可能与其不同的病理学作用相关。3. AChE-Aβ复合物寡聚体可引起与Aβ寡聚体类似强度的直接细胞毒作用，而AChE-Aβ复合物寡聚体在激活小胶质细胞分泌细胞因子的效应上更强。4. 针对AChE诱导聚集靶标的小分子先导化合物α-倒捻子素，可在破坏AChE、Aβ的β发夹区的结合，显著抑制诱导聚集过程；对抗AChE-Aβ复合物寡聚体引起的小胶质细胞细胞因子的释放；靶向递药后对脑内炎症相关以及Aβ沉积亦有明显的抑制作用。. 本研究重要创新发现为AChE的N末端的发夹结构参与结合并诱导Aβ聚集和一系列神经毒性的产生，是除传统PAS之外的又一新的诱导Aβ聚集相关位点和AChE非酶活性的证据，对揭示AChE作为分子伴侣在AD病理进程中的作用，和以其为靶点的新药研发具有重要的理论和临床意义。