揭秘β淀粉樣蛋白(Aβ)C端變異：如何重塑阿爾茨海默癥研究的未來？

β淀粉樣肽(Aβ)的聚集是阿爾茨海默癥大腦的標志性特征。Aβ肽池并非呈現單一的、明確的成分，而是復雜且由N端截短和C端長度各異的肽組成。為了系統地研究多肽組成對聚集的影響，生產了一系列具有C端變異的合成淀粉樣β肽。使用硫黃素T結合、遠紫外圓二色光譜和透射電子顯微鏡來研究形成的聚集物的特性。

阿爾茨海默癥是一種進展性神經退行性疾病，最早的癥狀之一包括認知功能的喪失，這通常在65歲左右開始顯現。淀粉樣β（Aβ）肽是淀粉樣前體蛋白（APP）加工的產物，其在阿爾茨海默癥大腦中的積累是該病的典型病理特征。多年來，Aβ肽池已被鑒定為高度復雜，其中包括含有37、38、40、42和43個氨基酸的多肽，這主要是由于γ-分泌酶對APP的切割位點不明確所致。在阿爾茨海默癥患者中，Aβ肽池傾向于過度表達較長的Aβ肽（42個氨基酸及以上），與健康個體相比。盡管已經報道Aβ1-42比Aβ1-40聚集得更快，但大腦中其他Aβ肽的特性還不為人知?？梢酝ㄟ^使用硫黃素T結合、圓二色光譜和透射電子顯微鏡，比較了Aβ的C端變異的聚集特性。

多肽由JPT肽技術公司（德國柏林）以六氟異丙醇（HFIP）薄膜的形式提供。肽的純度和身份通過基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜（MALDI-TOF MS）進行評估。肽的溶解采用逐步程序，先用1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇（HFIP）和二甲基亞砜（DMSO）溶解，然后在1 mM乙二胺四乙酸（EDTA）和50 mM Tris緩沖液（pH 7.5）中孵育。Aβ的聚集分別在孵育15小時、2周和2周后通過硫黃素T結合、圓二色光譜和透射電子顯微鏡（TEM）進行監測。

在孵育15小時后，通過監測Aβ1-37、Aβ1-40、Aβ1-42和Aβ1-43與硫黃素T（一種報告聚集形成的染料）的結合親和力，來觀察形成的聚集物（如上圖1）。硫黃素T陽性聚集物的形成與Aβ肽的長度并非呈線性相關。短的Aβ1-37和長的Aβ1-42以及Aβ1-43在15小時孵育后具有相似的低硫黃素T熒光強度，而Aβ1-38和Aβ1-40在相似條件下則顯示出五到六倍更高的熒光強度。通過使用透射電子顯微鏡，獲得了形成的聚集物的形態學描述（如下圖2）。

所有肽都具有很強的自組裝傾向，但形成的聚集物的形態隨肽的長度而變化。較短的肽Aβ1-37和Aβ1-38形成延伸的、負染色的、半柔性的纖維，沒有明顯的分支。當肽的長度向C端延伸時，形成的纖維逐漸轉變為密集染色的網絡，在這些網絡中，單個纖維已無法區分。盡管Aβ1-37和Aβ1-42在聚集形成時顯示出相似的硫黃素T結合特性，但纖維形態差異很大。為了確定形成的聚集物的二級結構構象，采用了遠紫外圓二色光譜（見圖3）。數據顯示，隨著C端的延伸，聚集物逐漸從無規卷曲（198 nm處的負值）轉變為富含β-折疊（210 nm處的負峰）的聚集物。

通過使用硫黃素T熒光、透射電子顯微鏡和遠紫外圓二色光譜分別測試了合成的Aβ肽的C端變異對聚集傾向、形態和二級結構的影響。在本研究中調查的Aβ肽包含37、38、40、42和43個氨基酸，這些肽也在大腦中自然存在。觀察到這些肽自組裝并形成硫黃素T陽性聚集物的傾向存在很大差異，這主要是由于形態的變化。盡管使用透射電子顯微鏡和圓二色光譜觀察到Aβ1-42和Aβ1-43存在廣泛的富含β-折疊的聚集，但這些聚集物僅表現出有限的硫黃素T結合。有人假設，這兩種肽觀察到的密集網絡阻止了硫黃素T染料的直接接觸，從而抑制了結合和熒光強度。大腦中的Aβ肽池主要由Aβ1-40和Aβ1-42組成，其特性已得到廣泛研究。最近認識到Aβ1-37、Aβ1-38和Aβ1-43在大腦中的存在，而且，這些肽現在被認為在調節阿爾茨海默病的進展中發揮作用。

JPT肽技術公司（德國柏林）作為多肽生產專家，可以提供不同長度不同形式的Aβ肽。