背景[1-7]
AmyloidβPeptide(40-1)human(人β-淀粉樣蛋白(40-1))具有序列H2N-DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA-OH，MW=4329.8的肽。淀粉樣蛋白β（Aβ或Abeta）是36-43個氨基酸的肽，其由淀粉樣蛋白前體蛋白加工而成。雖然最廣為人知的是與阿爾茨海默病相關(guān)的淀粉樣斑塊的成分，但已發(fā)現(xiàn)Aβ是一種高度多功能的肽，具有顯著的非病理活性。
Aβ是阿爾茨海默病患者大腦中沉積物的主要成分。散發(fā)性阿爾茨海默病患者的腦Aβ升高。Aβ是腦實質(zhì)和血管淀粉樣蛋白的主要成分，它有助于腦血管病變并具有神經(jīng)毒性。通過β和γ分泌酶的連續(xù)作用產(chǎn)生Aβ蛋白。產(chǎn)生Aβ肽的C末端的γ分泌酶在APP的跨膜區(qū)內(nèi)切割，并且可以產(chǎn)生許多長度為36-43個氨基酸殘基的同種型。最常見的同種型是Aβ40和Aβ42;較長的形式通常通過在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中發(fā)生的切割產(chǎn)生，而較短的形式通過反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)中的切割產(chǎn)生。
氨基酸序列：Val-Val-Gly-Gly-Val-Met-Leu-Gly-Ile-Ile-Ala-Gly-Lys-Asn-Ser-Gly-Val-Asp-Glu-Ala-Phe-Phe-Val-Leu-Lys-Gln-His-His-Val-Glu-Tyr-Gly-Ser-Asp-His-Arg-Phe-Glu-Ala-Asp
淀粉樣蛋白從天然態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣丫垠w和纖維會誘發(fā)一系列神經(jīng)退行性疾病。β淀粉樣蛋白(amyloid-β，Aβ)是由淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)經(jīng)β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而產(chǎn)生的含有39～43個氨基酸的多肽。它可由多種細(xì)胞產(chǎn)生，循環(huán)于血液、腦脊液和腦間質(zhì)液中，大多與伴侶蛋白分子結(jié)合，少數(shù)以游離狀態(tài)存在。
人體內(nèi)Aβ最常見的亞型是Aβ1～40和Aβ1～42。β-分泌酶首先在β位點將APP裂解為β-N端片段(sAPPβ)和β-C端片段，然后γ-分泌酶在β-C端片段的近N端跨膜區(qū)域水解釋放出有39～43個氨基酸組成的Aβ肽段，此過程被稱為APP的淀粉樣降解途徑，APP的非淀粉樣降解途徑是由α-和γ-分泌酶所介導(dǎo)水解生成。sAPPα、p3和α-C端片段，由于α-分泌酶的作用位點在Aβ區(qū)域，從而阻止了Aβ的產(chǎn)生。
Aβ的生成效率主要取決于APP及其水解酶的亞細(xì)胞定位。在穩(wěn)定狀態(tài)下，α-分泌酶主要分布在細(xì)胞膜上，β-分泌酶則主要定位于高爾基體外側(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(tans-Golgi network，TGN)和內(nèi)涵體中，γ-分泌酶的分布較廣，在細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器中均有發(fā)現(xiàn)。APP合成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，經(jīng)高爾基復(fù)合體加工修飾后，轉(zhuǎn)移至其常駐位點TGN，這也是Aβ的主要產(chǎn)生部位之一。
應(yīng)用[8][9]
AmyloidβPeptide(40-1)human可用于研究誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞炎癥和衰老反應(yīng)：
在人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(retinal pigmented epithelial,RPE)中,用淀粉樣蛋白β(amyloidβ,Aβ)1-40誘導(dǎo)細(xì)胞的炎癥和衰老反應(yīng)后,探討激活肝臟X受體(Liver X receptors,LXRs)能否抑制細(xì)胞的炎癥和衰老反應(yīng)及其可能的機(jī)制。方法:將人原代RPE細(xì)胞和ARPE-19細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)、傳代、種板,分別用5μΜLXRs激動劑TO901317(以下簡稱TO90)或空白溶劑預(yù)處理30分鐘,再用1μΜAβ1-40或?qū)φ辗聪驘o活性蛋白Aβ40-1刺激24小時。Aβ1-40和TO90對細(xì)胞存活率的影響是由細(xì)胞活性試驗確定的。
收集培養(yǎng)上清及提取細(xì)胞RNA后,用Real-time PCR和ELISA的方法分別檢測IL-6、IL-8及MCP-1的表達(dá)水平。使用免疫熒光及western blot檢測衰老蛋白p16INK4a(p16)的表達(dá)水平及定位。使用Real-time PCR和western blot的方法檢測LXRs及其靶基因ABCA1的表達(dá)情況。用western blot的方法檢測p-IκB-α的表達(dá)水平。
結(jié)果:1、細(xì)胞活性實驗中,10μΜAβ1-40及100μΜTO90處理ARPE-19細(xì)胞48小時明顯降低細(xì)胞存活率。且Aβ1-40的濃度與細(xì)胞存活率呈現(xiàn)負(fù)線性相關(guān)關(guān)系,提示Aβ1-40對ARPE-19細(xì)胞的毒性呈現(xiàn)劑量依賴性。
2、Aβ1-40刺激RPE細(xì)胞能使細(xì)胞表達(dá)IL-6、IL-8和MCP-1升高。
3、應(yīng)用TO90能夠逆轉(zhuǎn)Aβ1-40誘導(dǎo)的RPE細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞因子和衰老蛋白p16增高。
4、TO90與Aβ1-40同時作用于RPE細(xì)胞,能使RPE細(xì)胞表達(dá)LXRα升高,但是對LXRβ表達(dá)沒有影響。
5、TO90作用于RPE細(xì)胞引起LXRs的靶基因ABCA1表達(dá)增加。
6、Aβ1-40刺激RPE細(xì)胞后,細(xì)胞中IκB-α的磷酸化水平顯著升高,應(yīng)用TO90后可降低p-IκB-α表達(dá)水平。
結(jié)論:激活LXRs能夠減輕Aβ1-40誘導(dǎo)的RPE細(xì)胞炎癥和衰老反應(yīng)。并且我們大膽推斷,此效應(yīng)與TO90激活LXRα-ABCA1軸有關(guān),另外,NF-κB信號通路也參與這一過程。
參考文獻(xiàn)
[1]Gx‐50 reducesβ‐amyloid‐induced TNF‐α,IL‐1β,NO,and PGE2 expression and inhibits NF‐κB signaling in a mouse model of Alzheimer’s disease[J].Shi Shi,Dongli Liang,Yi Chen,Yilin Xie,Yingchao Wang,Lianyun Wang,Zhaoxia Wang,Zhongdong Qiao.Eur.J.Immunol..2016(3)
[2]The peptidomimetic Vasotide targets two retinal VEGF receptors and reduces pathological angiogenesis in murine and nonhuman primate models of retinal disease[J].Richard L.Sidman,Jianxue Li,Matthew Lawrence,Wenzheng Hu,Gary F.Musso,Ricardo J.Giordano,Marina Cardó-Vila,Renata Pasqualini,Wadih Arap.Science Translational Medicine.2015(309)
[3]Vinpocetine inhibits amyloid-beta induced activation of NF-κB,NLRP3 inflammasome and cytokine production in retinal pigment epithelial cells[J].Ruozhou Tom Liu,Aikun Wang,Eleanor To,Jiangyuan Gao,Sijia Cao,Jing Z.Cui,Joanne A.Matsubara.Experimental Eye Research.2014
[4]Identifying Aβ-specific pathogenic mechanisms using a nematode model of Alzheimer’s disease[J].Wail M.Hassan,Vishantie Dostal,Brady N.Huemann,John E.Yerg,Christopher D.Link.Neurobiology of Aging.2014
[5]Activated human microglia stimulate neuroblastoma cells to upregulate production of beta amyloid protein and tau:implications for Alzheimer’s disease pathogenesis[J].Moonhee Lee,Edith McGeer,Patrick L.McGeer.Neurobiology of Aging.2014
[6]Cholesterol in the retina:The best is yet to come[J].Irina A.Pikuleva,Christine A.Curcio.Progress in Retinal and Eye Research.2014
[7]Resting microglia react to Aβ42 fibrils,but do not detect oligomers or oligomer-induced neuronal damage[J].Denise Ferrera,Nadia Mazzaro,Claudio Canale,Laura Gasparini.Neurobiology of Aging.2014
[8]Intracellular Aβalters the tight junction of retinal pigment epithelium in 5XFAD mice[J].Sung Wook Park,Jin Hyoung Kim,Inhee Mook-Jung,Kyu-Won Kim,Woo Jin Park,Kyu Hyung Park,Jeong Hun Kim.Neurobiology of Aging.2014
[9]代炳靈.激活肝臟X受體能抑制淀粉樣蛋白β_(1-40)誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞炎癥和衰老反應(yīng)[D].重慶醫(yī)科大學(xué),2016.