抑制阿尔茨海默病中beta-淀粉样蛋白产生、聚集及氧化应激效应的方法学研究

Beta-淀粉样蛋白聚集是导致阿尔茨海默病（AD）的主要因素之一,如何抑制淀粉样蛋白产生、聚集及由此引发的氧化应激效应对AD预防和治疗具有重要意义。Beta-淀粉样蛋白是从跨膜蛋白（APP）中由beta-及gamma-分泌酶切割而成的。抑制beta-分泌酶活性可从源头上减少beta-淀粉样蛋白产生。目前，尚缺乏一种快速、灵敏、高效的筛选beta-分泌酶抑制剂的途径。本项目拟采用表面化学手段建立有效筛选新的beta-分泌酶抑制剂的方法，为药物及天然产物中beta-分泌酶抑制剂的筛选及AD预防提供科学依据。如果beta-淀粉样蛋白从APP中被切割下来，beta-淀粉样蛋白能够络合金属离子，从而加速淀粉样蛋白聚集进程，诱导氧化应激的产生。我们拟设计一种既能抑制淀粉样蛋白聚集又能络合金属离子的双功能多肽分子，用于阻断上述氧化应激过程。多肽类药物的设计有望在AD治疗上取得突破性的进展。

β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集是导致阿尔茨海默病（AD）的主要因素之一,如何抑制淀粉样蛋白产生、聚集及由此引发的氧化应激效应对AD 预防和治疗具有重要意义。β-淀粉样蛋白是从跨膜蛋白（APP）中由β-及γ-分泌酶切割而成的。抑制β-分泌酶活性可从源头上减少β-淀粉样蛋白产生。目前，尚缺乏一种快速、灵敏、高效的筛选β-分泌酶抑制剂的途径。本项目采用表面化学手段建立了有效检测β-分泌酶活性及筛选其抑制剂的方法。首先，在芯片表面有效、可控固定多肽片段CGGGKTEEISEVNLDAEFRHDSGY（包含APP 中的部分片段，切割位点在L和D 之间）。经β-分泌酶切割后，DAEFRHDSGY 片段从金膜表面脱落下来。由于DAEFRHDSGY 片段分子量较小，表面等离子体激元共振（SPR）信号变化不明显。我们采用了Aβ抗体（分子量约为150 KD）识别法来筛选β-分泌酶抑制剂，Aβ抗体可特异性识别DAEFRHDSGY 片段中的3-8位氨基酸（EFRHDS）。DAEFRHDSGY 片段经β-分泌酶切割后从金膜表面脱落下来，此时，流动注射Aβ抗体将不会产生SPR 信号。相反，如果β-分泌酶的活性被特定抑制剂所抑制，DAEFRHDSGY 片段将保留在金膜表面，流动注射Aβ抗体时会产生显著的SPR 信号。与通常筛选抑制剂所采用的荧光共振能量转移方法相比，SPR经济、简便，所涉及的多肽片段不需要进行标记。同时，SPR芯片可再生，同一芯片可连续使用30 h以上，从而大大提高了分析速度。我们所设计的从药物及天然产物中筛选新的β-分泌酶抑制剂的方法可为AD的预防提供科学依据。如果β-淀粉样蛋白从APP 中被切割下来，β-淀粉样蛋白会发生聚集。通过在芯片表面分别固定对寡聚体以及纤维聚集物有特异性作用的抗体，采用表面等离子体激元共振技术实时检测了聚集物中寡聚体以及纤维的浓度分布。研究了姜黄素、铜离子以及亚甲基蓝等调节剂对寡聚体以及纤维形成的影响。由于毒性的寡聚体对大脑和脊髓中的神经元有损伤作用，所以研究淀粉样蛋白的聚集行为及其浓度分布对揭示AD的发病机制具有重要意义。研究成果发表在Anal. Chem., Biosens. Bioelectron., Analyst 等杂志上。此外，为American Chemical Society撰写了关于AD方面的综述。