以β-淀粉样蛋白为靶点的阿尔茨海默病治疗途径
2016-01-23高雪峰董贵成
樊 星,陈 红,高雪峰,赵 鹏,董贵成*
(包头师范学院,内蒙古 包头 014030)
以β-淀粉样蛋白为靶点的阿尔茨海默病治疗途径
樊 星,陈 红,高雪峰,赵 鹏,董贵成*
(包头师范学院,内蒙古 包头 014030)
阿尔茨海默病(AD)的病因有很多,有研究证明β淀粉样蛋白(Aβ)在脑内的沉积是AD病理的始发因素和重要环节,是导致AD的关键因素。以Aβ为靶点治疗AD是新突破点。
β-淀粉样蛋白;阿尔茨海默病;治疗途径
阿尔茨海默病(AD)是一种以进行性记忆力减退和认知功能障碍为主的神经退行性疾病[1],主要的病理特征是脑组织的细胞外Aβ沉积[2]。Aβ主要由β淀粉样前体蛋白APP分解而来[3],是AD患者脑中斑块的核心蛋白,它是由多种衍生自APP的不同长度的肽组成,主要组分是Aβ40和Aβ42。Aβ42具有更强的疏水性、聚集性和神经毒性。正常情况下以Aβ40为主,但由于多种原因,AD患者脑内Aβ42增多并沉积,导致AD发生。现代研究证明Aβ在脑内的沉积是AD病理的始发因素和重要环节,是导致AD的关键因素[4-5]。
1 Aβ的生成途径
Aβ来源于APP的水解。APP有两条水解途径。一条途径不产Aβ,主要由α-分泌酶参与。这条途径不会生成Aβ,而是产生可溶性sAPPα;另一条途径产生Aβ,在β-分泌酶和γ-分泌酶的作用下生成Aβ40和Aβ42。正常人体的APP水解都会产生Aβ40和Aβ42,但AD患者Aβ42数量会异常增加。Aβ40溶解度高,不易产生聚合物,而Aβ42因其疏水性,会形成团状聚集物,然后形成纤维状物质,进而形成Aβ斑块沉淀,具有很强的细胞毒性。研究表明,以Aβ为靶点开发的药物可通过调节APP水解,促进Aβ清除,抑制Aβ聚集,从而达到减少Aβ的作用。因此,增强α-分泌酶活性或抑制β、γ-分泌酶的活性都会减少Aβ的产生。
2 Aβ治疗途径
2.1 抑制Aβ生成
2.1.1 α-分泌酶激动剂
α-分泌酶主要分布在细胞膜上,APP在α-分泌酶的作用下,会水解形成可溶性sAPPα,sAPPα有促进神经细胞发育、增强记忆的功能。α-分泌酶激动剂可以增强α-分泌酶的活性活性,促进APP水解成sAPPα。
2.1.2 β-分泌酶抑制剂
β-分泌酶主要分布在内涵体和高尔基体外侧网络结构(TGN),是APP水解的限速酶,是AD病理的关键因素。β-分泌酶抑制剂可以抑制β-分泌酶,从而减少Aβ的生成且不对其他生理功能产生严重不良影响。
2.1.3 γ-分泌酶抑制剂
γ-分泌酶是由四个亚单位组成的膜内蛋白水解酶,是APP水解成Aβ的关键酶。γ-分泌酶抑制剂可以抑制γ-分泌酶活性,从而降低APP水解成Aβ的效率,减少Aβ生成。
2.2 促进Aβ清除
2.2.1 通过血脑屏障转运
血脑屏障(bood brain barrier,BBB)是指在脑毛细血管壁与神经胶质细胞的一种选择性地阻止某些物质(多为有害物质)由血液进入脑的特殊屏障。运转Aβ通过BBB进出大脑的主要受体是晚期糖基化终产物受体(RAGE)和低密度脂蛋白受体相关蛋白-1(LRP1)。RAGE的作用是运转Aβ有血入脑;LRP1的作用是运转Aβ由脑入血。通过使RAGE的表达量减少、LRP1的表达量增加,可以使脑内Aβ含量减少[7]。
2.2.2 小胶质细胞吞噬Aβ
小胶质细胞分布在脑内各个部分,它是中枢神经细胞的一种,可以发挥巨噬细胞作用,是中枢神经系统中的第一道免疫防线。它能吞噬Aβ从而抑制AD的恶化。Aβ可通过对小胶质细胞表面的高度糖基化终产物受体(RAGE)和清道夫受体的作用激活小胶质细胞,使小胶质细胞吞噬Aβ。但是如果小胶质细胞处于过度激活的状态,就会导致促炎因子的过度产生,从而使AD恶化[8]。
2.2.3 星形胶质细胞清除Aβ
星型胶质细胞可以降解细胞外和细胞内的Aβ。星形胶质细胞能够合成并分泌具有酶活性的胰岛素降解酶,细胞外的Aβ会被胰岛素降解酶降解。胰岛素降解酶的抑制剂是胰岛素,所以胰岛素对细胞外Aβ的清除起到重要作用[9]。
3 结 语
AD的发病因素和机制十分复杂,如表观遗传学、基因变异、蛋白质异常修饰、内外环境因素等[10-11]。然而,Aβ在脑内的聚集仍然是AD病理机制研究的关键因素。因此,以Aβ为靶点来研究治疗AD的药物,从Aβ的产生、聚集、清除等途径来减少Aβ,防止Aβ的沉积,是治疗AD的重要靶点。
[1]邢三丽,陈 川,申定珠.β淀粉样蛋白1~42诱导原代皮质神经元损伤过程中的淀粉样前体蛋白信号通路[J].中国组织工程研究,2012,16(15):2797-2800.
[2]Gursky O,Aleshkov S.Biochim Biophy Acta[J].2000,1476:93-102.
[3]Zhou J,Zhang S,Zhao X, et al.Melatonin impairs NADPH oxidase assembly and decreases superoxide anion production in microglia exposed to amyloid-beta1-42[J].J Pineal Res,2008,45(2):157-165.
[4]马 智.痴呆[M].北京:北京军医出版社,2011.
[5]武 一,吉尚戎,蒋伍玲,隋森芳.β淀粉样蛋白1-40和1-42的聚集性质比较[J].电子显微学报.2003,22(1):21-24.
[6]Xu Wang,Yi Yang,Mingyue Jia,Chi Ma,Mingyu Wang,Lihe Che, Yu Yang,Jiang Wu.The novel amyloid-beta peptide aptamerinhibits intracellular amyloid-beta peptide toxicity[J].Neural Regen Res,2013,8(1):39-48.
[7]赵绪韬,傅 毅,董文心.β淀粉样蛋白靶向药物治疗阿尔茨海默病的研究进展[J].世界临床药物,2013,34(1):49-54.
[8]郑嵋戈,阮志刚,刘 靖,李国营.β-淀粉样蛋白的代谢机制[J].神经解剖学杂志,2011,27(3):344-348.
[9]洪 亮,黄汉昌,姜招峰,刘媛媛.β-淀粉样蛋白的体内清除机制[J].生命科学研究,2013,17(2):169-173.
[10]周慧芳,薛 冰,王晓民.Alzheimer病研究进展-β淀粉样蛋白学说与主要防治策略[J].自然科学进展,2003,13(2):121-125.
[11]华 茜,丁海敏,梁 迷.靶向淀粉样蛋白的阿尔茨海默病药物研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2012,39(8):734-740.
本文编辑:吴宏艳
R749
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ISSN.2095-6681.2016.36.136.02
内蒙古科技发展计划项目(201502079);内蒙古自然科学基金项目(2015MS0315)
董贵成