β澱粉樣多肽聚集抑制劑設計、性能及作用機理研究

《β澱粉樣多肽聚集抑制劑設計、性能及作用機理研究》是依託南開大學，由袁直擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：β澱粉樣多肽聚集抑制劑設計、性能及作用機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁直
• 依託單位：南開大學

中文摘要

阿爾茲海默病是一種最為常見的神經衰退性疾病，其主要病理特徵是患者腦內出現由β-澱粉樣蛋白（β-amyloid peptide，簡稱Aβ肽）聚集形成的老年斑。本申請擬針對Aβ肽聚集設計抑制劑，通過多重弱相互作用的協同，達到對Aβ肽的高親和性、高選擇性結合，從而達到抑制其聚集及相關的生理毒性的目的，在此基礎上，將有效抑制劑固載到高分子基質上，製備血液灌流用Aβ肽的親和吸附劑，為重症阿爾茲海默病患者的救治提供另一途徑。深入研究抑制劑與Aβ肽的相互作用機理，為抑制劑/吸附劑配體的結構設計提供必要的理論依據。

結題摘要

本項目針對與阿爾茨海默症緊密相關的澱粉樣多肽Aβ，把靶標片段由傳統的Aβ16-22擴展為Aβ11-23，由此可利用多重弱相互作用及協同效應設計Aβ聚集抑制劑。 首先藉助分子模擬手段，設計出一條與Aβ具有高度親和性的抑制劑十肽RR（RYYAAFFARR），以公認的五肽抑制劑LPFFD作為參照，評價RR對Aβ聚集的抑制能力，研究表明RR具有更好的抑制聚集的效果。通過等溫滴定量熱儀、表面等離子共振技術和分子對接等方法，深入研究了RR與Aβ之間的作用機理。研究表明，RR和Aβ11-23之間存在疏水、靜電、氫鍵等多重弱相互作用，RR比LPFFD更有效（RR和Aβ之間的親和力遠大於LPFFD）且不易自聚，頗具套用前景。 通過ThT螢光、圓二色光譜、和透射電子顯微鏡等方法，著重研究了RR對成熟纖維fAβ的解聚能力；利用流式細胞術、雷射共聚焦顯微鏡和體外酶解實驗等方法，考察解聚產物的細胞胞吞及代謝情況。結果顯示：RR可以將fAβ解聚成長約200-250 nm的類納米棒結構(rAβ)，並使β-sheet結構含量下降約45%；解聚產物rAβ更易被PC12細胞胞吞，其胞吞量是fAβ的1.46倍；解聚產物可以進入細胞的溶酶體，更易被蛋白酶B（CatB）降解，且降解產物不再具備完整的疏水核心區域，因此大大降低其再聚集的可能性。 本項目還得到兼具對Cu離子有螯合能力的雙功能抑制劑GR。ThT螢光，濁度分析，MTT等實驗表明，GR可有效螯合銅離子並抑制Aβ聚集，從而顯著降低Aβ-Cu複合物的神經細胞毒性，使細胞成活率提高至88%，明顯優於單功能螯合劑GGH（49%）和抑制劑RR（68%）。 最後，把GR和RR注入AD模型鼠腦部進行了體內藥效學評價：水迷宮實驗、腦組織切片染色（HE染色和老年斑染色）。結果發現RR和GR可改善AD模型鼠的空間記憶能力、減少腦中老年斑數量、保護神經細胞；我們還通過腦微血管內皮細胞（hCMEC/D3）胞吞實驗、小動物成像等實驗，研究了RR及GR穿越血腦屏障的可能性。結果顯示：hCMEC/D3細胞對RR和GR具有明顯的胞吞能力，表明RR及GR具有穿越血腦屏障，實現腦部給藥的可能性。 綜上，RR與GR對於AD的治療有很好的套用前景。