淀粉样蛋白与阿尔茨海默病 王春艳

中图分类号: R742
文献标识码: A
阿尔茨海默病 ( A lzheim ercs d isease, AD) 由巴伐 利亚的神经病理学家阿尔 茨海默于 1907年首先 发 现, 并以其名字命名 [ 1] 。 AD 是一种弥漫性中枢神经 退化性疾病, 以进行性认知障碍, 智力衰退和人格改 变为特征的常见老年性神经变性疾病 [ 2] , 约占所 有 痴呆的 50% ~ 60% 。据统计, 在西方国家, 大于或等 于 85岁年龄组的患病率在 24% 至 33% 之间。虽然 发展中国家缺少权威性和代表性的数字统计, 但估计 世界上 60% 的痴呆患者存在于发展中国家 [ 3 ] 。
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脑内 AB来源于其前体物质 B淀粉样前体蛋白 ( am y lo id precursor pro tein, APP ) 。APP是一种跨膜蛋 白质, 在体内各种组织广泛存在, 而在脑组织的表达 最高。在生理条件下, 多数 APP 由 A-分泌酶裂解成 可溶性的 APP 肽, APP 肽再进一步由 C-分泌酶裂解 产生 P3, 极少部分 APP 在胞质溶酶体经 B-分泌酶和 C-分泌酶作用裂解为 AB[ 6] 。从 APP 代谢为 B 淀粉 样蛋白肽过程分两步: 首先, B-分泌酶在 AB的 N 末 端裂解 APP, 产生可溶的分泌性的 APP衍生物 APPSB和贯穿膜成分的 C 末端片段。 C 末端片段进一步 由 C-分泌酶裂解为 AB。AB有 40个氨基酸和 42个 氨基酸 2种形式 ( AB40和 AB42) , 其中 AB42容易引 起聚集, 具有较强的 细胞毒性 [ 7 ] 。在某些病理条 件 下, APP 主要经 B-分泌酶和 C-分泌酶顺序剪切产生 过多的 AB, 导致 AD病。 C-分泌酶在 AB产生中起非 常重要作用, 决定了产 生的 AB42在 其中 所占的 比 例。现在认为, 此酶至少由 presen ilin、nicastrin、APH1和 P en-2共 4 种跨膜蛋白组成 [ 8] 。 P resen ilin即 早
第 2 期 王春艳, 等. B 淀粉样蛋白与阿尔茨海默病
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推测 AB可能通过促进 Bax 的表达来改变 B ax /B c-l 2 之间的平衡, 从而导致神经细胞凋亡。 2. 2 激活胶质细胞诱发中枢神经系统炎性级联反应
AD 具有大脑皮质萎缩、神经元丢 失、神经纤 维 缠结、老年斑和脑血管 AB沉积等病理特征, 除此之 外还伴随着一个缓慢的炎性病理过程。 B淀粉样蛋 白前体蛋白转基因小鼠模型研究结果提示, AB可通 过持续激活炎症修复机制, 将正常情况下的急性反应 转变为慢性炎症损伤。在老年斑及散在的 AB沉积 物中可观察到激活的小胶质细胞过度表达神经活化
[ 7] Jestin J L, V o lio ti G, W inter G. Improv ing the d isp lay o f prote ins on filam en tous phage [ J]. R es M icrobio,l 2001, 152( 2): 187-191.
6. 噬菌体 P8展示系统展示的抗原多肽是以多拷 贝的形式展示, 用展示抗原多肽的重组或杂合噬菌体 作为诊断试剂来检测的血清抗体, 具有较高的特异性 和敏感性。
[ 1] Sm ith G P. F ilam en tous fusion phag e: nove l expression vectors that d isp lay c loned antigens on the v irion surface[ J]. Sc ience, 1985, 228( 4705): 1315-1317.
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吉林医药学院学报 2009年 04月 第 30卷
摘 要: 阿尔茨海默病是老年人常见的神经系统变性疾病, 是痴呆中最常见的一种类型。目前认为 B淀粉样
蛋白的异常沉积是阿尔茨海默病主要发病机制之一, 这里就目前 B淀粉样蛋白与阿尔茨海默病的研究进展作
一综述。
关 键 词: B淀粉样蛋白; 阿尔茨海默病
阿尔茨海默病的发病机制尚未十分清楚, 目前主 要有 3种假说 [ 10] : B淀粉样蛋白级联假说、T au 蛋白 假说和血管源性假说。其中, B淀粉样蛋白级联假说 占主导地位, 并且研究的较为成熟。在 AD 患者的脑 内有老年斑沉积, 而 AB 是构成老年斑的主要成 分 [ 11 ] 。A B沉积可导致 AD 的发病, 降低 A B在大脑 内的蓄积量可延缓或者减轻 AD 的症状。越来越多 证据表明, AB 是各种原 因诱发 AD 的共同通 路, 是 AD 形成和发展的关键因素 [ 12] 。 2. 1 诱导细胞凋亡
老蛋白, 是 C-分泌酶的催化亚基, 其成熟的形式存在 于酸性的内吞体和质膜上。现已发现编码早老蛋白1 的基 因上 的 一 百 多 个 突 变 都 能 引 起 家 族性 老 年 痴 呆 [ 9 ] , 其致病机制很 可能是因为突变体改变 C-分泌 酶活性, 增加 AB42产生的比例。
2 AB致 AD 的作用机制
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(收稿日期: 2008-11-29)
文章编号: 1673-2995( 2009) 02-0099-03
1. 生产成本低廉。由于这种病毒颗粒的基因产 物不需要裂解宿主细胞, 便可被大肠杆菌宿主细胞直 接分泌到培养液中, 免去了复杂 费时的后期纯化 过 程, 使成本大大降低。
2. 有可能利用一种噬菌体展示 2种抗原表位, 这 样便可开发出能同时诊断一种以上疾病的诊断抗原。
3. 噬菌体颗粒可在相当长的时间内保持稳定, 这 一点对研究和应用非常适用。
[ 8] Cesaren iG, Castagno liL, Cestra G. Phage d isp layed peptide libraries[ J]. Comb Chem H igh T hroughput Screen, 1999, 2 ( 1): 1-17.
[ 9] H awk ins R E, R usse ll S J, W inter G. Se lection of phag e antibod ies by b ind ing affinity. M im icking a ffin ity m a turation [ J]. J M p l B io ,l 1992, 226( 3): 889-896.
细胞凋亡在 AD 发 病机制中的作 用是目前 AD 研究的热点之一。 AB引起细胞凋亡的机制至少有 2 种可能性: 1) AB的过量产生可能导致 APP 非淀粉样 代谢途径的减少, 因而产生较少的可溶性 sAPP。由 于它的减少, 神经细胞对许多损伤的敏感性得到增加 和放大。 2) APP 的突变体和 PS-1、PS-2可与其它蛋 白结合而引起细胞死亡, 如突变的 huntingt in和 SOD 可与其它蛋白发生 异常交互作用, 从 而引起细胞死 亡。AB的神经 毒性决定于它的聚集 状态和构象状 态, 经 AB慢性处理的神经元, 出现轴突营养不良, 神 经细胞膜空泡化, 染色体固缩、DNA 断裂, 凋亡小体 生成, 这些都是细胞凋亡的典型形态学特征。经 AB 处理 24 h的神经元中提取 DNA, 出现寡聚核苷酸的 梯状分布, 这是细胞凋亡的特征性生化改变。体外研 究表明, AB 能下调 B c-l 2 的表 达, 同时上 调 Bax 表 达, Bax 过剩, 细胞凋亡加速, Bc-l 2过多则细胞凋亡 被抑制。在 AD 脑内 Bax 表达增高, 而 B c-l 2表达的 报道却有所不同。高氏等的实验表明, AB能引起脑 内 Bax 表达增强, 而对 Bc-l 2 的表达没有明显影响。
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1 B淀粉样蛋白
1930年, D ivry用刚果红对 AD 病人脑中的损害 区域进行染色, 成功地使沉积在 细胞外的老年斑 着 色, 进而发现老年斑的主要成分是一种嗜刚果红的淀 粉样蛋白 [ 4] 。 1984 年 G lenner[ 5] 等分别成功地完 成 了对这种蛋白的分离和测序工作, 发现此蛋白是 由 39~ 43个氨基酸残基组成, 因其具有一个 B片层的 二级结构, 遂命名为 B淀粉样蛋白, 简称 AB。
4. 模拟天然多肽表位结构或功能, 如果在丝状噬 菌体外壳蛋白上展示的合成多肽与某乙天然蛋白质 的表位相同, 那么它便可以刺激生物体产生抗这种天 然蛋白表位的抗体。所以, 噬菌体展示系统可以用来 模拟天然蛋白知道的某些功能。
5. 噬菌体作为 表位载体具有较好的免疫原性。 小的抗原多肽通常较弱, 若要有 效的激起免疫学 反 应, 往往需要与一个大的载体结合或者使用佐剂。噬 菌体展示技术中, 在基因 8外壳蛋白的 N 末端 展示 的多肽, 可以在无佐剂的情况下产生较强的免疫学反 应。
B淀粉样蛋白与阿尔茨海默病
#综 述#
Beta starch type protein and A lzheim ercs disease
王春艳 1, 郭景森 2, 田 晶1, 崔万丽 1 (吉林医药学院: 1. 生理教研室, 2. 护理学院, 吉林 吉林 132013)
作者简介: 王春艳 ( 1979- ), 女 (汉族 ), 助教, 在读硕士.
第 30 卷 第 2 期 2009 年 04 月
吉林医 药学院学报 Journal o f Jilin M ed ica l Co llege
V o.l 30 N o. 2 A pr. 2009
5 噬菌体展示技术的优势及特点
参考文献:
) 99 )
wk.baidu.com
噬菌体展示技术凭借着自己独有的优势及特点, 在生物科学研究和应用中的前景已经逐渐地显示出 来。在疾病的诊断和疫苗的开发方面, 工程化噬菌体 已显示出了一些突出的优点。载有特定多肽序列的 噬菌体可作为一种有价值的抗原进行疾病的诊断和 预防。以噬菌体展示抗原表位的优点是:
[ 2] Pe rham R N, T erry T D, W illis A E, et al. Eng ineering a pep tide epitope display system on filam entous bac teriophage[ J]. FEM S M icrob io lR ev, 1995, 17( 1-2): 25-31.