簡介
早老蛋白-1是高爾基體上的大分子蛋白
早老蛋白-1(Presenilin-1,PS1)是
內質網和
高爾基體上的大分子蛋白。是跨膜蛋白,可在細胞中與APP形成複合物,參與APP 的轉運及合成後加工。有人野生型早老蛋白1 ,2 有抗凋亡作用,而突變型的早老蛋白-1 易被
半胱天冬酶(caspases) 裂解,且可使神經元中Aβ(β-澱粉樣蛋白)增多 。
早老蛋白-1(Presenilin-1,PS-1)是內質網和高爾基體上的大分子蛋白,由467個胺基酸殘基組成,其基因的染色體定位在14q24.3。人體大腦中的早老蛋白-1會隨著年紀增長而增加,從而影響到老年人記憶力。而編碼該蛋白質的ps-1基因的突變,被認為與
阿爾茲海默病的發病密切相關。
生物學結構
PS1 基因存在著遺傳多態性,常見2 種等位基因。等位基因1 在其第8 外顯子3′端內含子第16 位為A ,而等位基因2 為C。如用適當引物進行
PCR(聚合酶鏈反應),再用
限制性內切酶BamH1 切割PS1 的PCR產物。等位基因1 的產物可在該位被切開,而等位基因2 的產物不被切開,由此可鑑別。1/ 1 基因型的AD 發病率高於1/ 2 或2/ 2型。
生物學功能
與引發AD有關
機制
早老蛋白-1與阿爾茨海默病有關
據報導有PS1 基因缺陷的個體均會患
阿爾茨海默病(Alzheimer′s Disease , AD)。家族性早髮型AD 病例75 %有此基因異常,多為點突變。PS1 突變可使β鏈蛋白穩定性下降,凋亡相關基因par24 高表達,神經元易於凋亡。已在不同人種的家族性AD 中檢出了數十種誤義(missense) 突變。該基因的缺陷可影響APP 轉運和酶切加工。多於50%的早老基因錯義突變可引起早發性AD。
研究
早老蛋白-1(Presenilin-1,PS1)的過度表達對tau蛋白磷酸化的影響:在NC-108細胞上轉染不同的PS1質粒,利用免疫雙標,免疫印記,免疫細胞化學,MTT,Western blot等方法,觀察早老蛋白-1的過度表達對tau蛋白磷酸化的影響。結果免疫雙標顯示,在散發性AD患者腦內,PS1主要分布於神經元,並與磷酸化tau蛋白部分共存。免疫印跡顯示,與空質粒組相比,轉染野生型PS1組和轉染一種家族性AD(familial Alzheimer disease,FAD)突變型早老蛋白-1(mPS1)
質粒組的NG-108細胞中磷酸化的tau蛋白均增加。MTT方法未檢測到這兩組的轉染細胞與對照組有顯著差異。用Confocal顯微鏡觀察PS1-EGFP質粒轉染組,發現在轉染後早期12h,PS1-EGFP主要分布在細胞膜表面或細胞器上,隨後PS1-EGFP主要在細胞漿中彌散分布。同時,免疫細胞化學檢測顯示,部分PS1-EGFP轉染細胞中有明顯的tau蛋白磷酸化,並且這些磷酸化tau蛋白能與PS1-EGFP蛋白一起形成聚集體。在給予磷酸酯酶抑制劑崗田酸後,PS1-EGFP轉染細胞比未轉染細胞含有更多的磷酸化的tau蛋白。結論野生型PS1可能參與了散發性阿茨海默氏病中的tau蛋白的病理改變。
影響老人記憶力
早老蛋白-1影響老年人 俗話說,人一上年紀,就容易忘事。
法國科研人員2009年8月的研究成果發現,隨著年紀增長,大腦中的早老蛋白-1的數量會隨之增加,從而對老年人的記憶力造成損害。
參與這項研究的
法國國家科研中心的亞歷山德拉·奧弗雷表示,他們是在研究早期阿爾茨海默氏症時注意到這一現象的。科研人員向實驗鼠注射了沒有發生
基因突變的早老蛋白-1,結果發現,當老鼠腦內出現過量的早老蛋白-1時,大腦中的“突觸可塑性”就會出現異常,從而影響到記憶力。
突觸是大腦內部信息交換和儲存的重要場所,它們構成了神經連線網路。所謂“突觸可塑性”指的是這一神經網路的可變和順應能力,對大腦的記憶力發揮著重要作用。
這一研究結果說明,早老蛋白-1對神經具有損害作用。此外,近期的一些研究證實,無論老年人是否患上了阿爾茨海默氏症,他們腦中早老蛋白-1的數量都會有所增長,這就說明該蛋白質會對所有老年人的記憶力產生影響。這項研究成果已經刊登在美國最新一期《神經學雜誌》上。
早老蛋白-1突變基因可預測AD的發生
2012年11月6日,美國亞利桑那州班納老年痴呆症研究所(The Banner Alzheimer's Institute)、波士頓大學以及安蒂奧基亞大學的科學家研究發現,1/3青少年攜帶老年痴呆基因。研究人員對志願者進行大腦成像、血液檢驗以及腦脊髓液分析,發現其中30%的志願者攜帶早老蛋白-1的突變基因,攜帶這種基因的人很可能在比較年輕的時候就患上老年痴呆症。
攜帶早老素-1基因突變的人開始出現認知障礙的平均年齡為45歲,這意味著研究人員能夠在患者出現老年痴呆臨床症狀20年前就開始尋找發病的跡象。
新發現顯示,在老年痴呆症發病許多年前,患者的腦部就已經開始出現變化。但這些發現可證明,老年痴呆症有漫長的潛伏期,研究者可以追蹤其早期發展過程,為早期預防打開了新的視窗。