研究人员采用新的方法来研究细胞摄取淀粉样β的机制

阿尔茨海默症的特征之一是淀粉样斑的形成 -- 一种叫做淀粉样β的粘稠的蛋白质 -- 聚集在大脑神经元之间。

然而，人们越来越多地把注意力从这些不溶解的斑块转向了淀粉样β的可溶性形式，这些淀粉样β可以被吸收到神经元中，并且具有很高的神经毒性。

加州大学圣克鲁斯分校(UniversityofCalifornia，SantaCruz)的一项新研究确定了淀粉样β蛋白的一个片段，该蛋白被参与神经元摄取这种有毒肽的受体所识别。

研究人员使用了一种新的方法来研究淀粉样β细胞摄取的机制。他们的发现发表于11月2日的《国家科学院会议记录》期刊上。

“淀粉样β在细胞内的毒性有很多不同的方式，所以如果我们能阻止神经元对它的摄取，那不是很好吗？这是一条我们可以瞄准的道路。”Jevgenij Raskatov说道，他是加州大学-圣克鲁斯大学化学和生物化学助理教授。

在新的研究中，Raskatov与联合作者Glenn Millhauser合作，研究淀粉样β与细胞朊蛋白的相互作用。Millhauser的实验室研究了朊蛋白的结构和功能，这是一种膜蛋白，发现于各种细胞类型的表面，包括大脑中的神经元。

其他研究者先前的研究表明，正常的细胞朊蛋白与淀粉样β蛋白簇结合，并参与摄取和神经毒性。

由研究生亚历桑德罗·福利(Alejandro Foley)和博士后研究员格雷厄姆·罗斯曼(Graham Roseman)领导的UCSC研究人员，试图测试这种朊蛋白是否也是一种受体，以吸收可溶性淀粉样β，并确定与该受体结合的淀粉样β中的位点。

镜像

研究人员在raskatov实验室之前的研究基础上，利用淀粉样β蛋白的镜像版本来证明细胞的摄取主要是由细胞表面的受体介导的。在早期的研究中，研究人员将天然淀粉样β的摄取与蛋白质氨基酸中原子的排列是天然排列的镜像的合成版本进行了比较。

这种重排以干扰蛋白质与受体结合的方式微妙地改变了蛋白质的结构，因此发现细胞对镜像版本的摄取大大减少，这一发现指向受体介导的摄取。

淀粉样β可以是不同的长度，但毒性最大的变异是42个氨基酸长。为了分离与受体结合有关的位点，研究人员创建了一个淀粉样β肽片段库，其中包括，例如，仅由氨基酸1到16或从1到30。对于每个片段，他们制作了一个含有天然氨基酸的版本(“L立体异构体”)和一个含有镜像氨基酸的版本(“D立体异构体”)。

在对文库中的所有肽进行细胞摄取测试后，他们发现氨基酸1-30的立体选择性与全长淀粉样β一样，L型的摄取量比D型大得多。此外，这一段是完全可溶的，不形成聚集体，因为它缺少一个长的疏水结构域参与淀粉样β聚集成块状和纤维。

Raskatov说：“通过这种缩短的淀粉样β，我们能够将细胞摄取和聚集分离开来，这为我们研究摄取提供了一个很好的模型。”

通过评估含有和不含朊蛋白的细胞对淀粉样β的摄取，研究人员首次证明了朊蛋白在细胞摄取可溶性淀粉样β中的作用，与其对淀粉样β的L立体异构体的选择性一致。

非聚集淀粉样β片段1-30具有相同的朊蛋白依赖性摄取和立体选择性.研究人员还利用核磁共振光谱收集有关淀粉样β与细胞朊蛋白结合的相互作用的详细信息。

低聚物

他们的发现表明，淀粉样β在细胞表面的结合，导致其内化，主要是由于氨基酸序列1-30，而不是聚集状态。当淀粉样β分子开始聚集时，它们就形成了“寡聚体”，由少数粘附在一起的分子组成，这些分子仍然是可溶的，可以被神经元吸收。

这些可溶性寡聚体越来越多地被认为是淀粉样β的形式，触发导致阿尔茨海默氏病的病理过程，但有许多不同的聚集形式。

Raskatov说：“有不同程度的聚集，不同大小和类型的寡聚体，一个很大的问题是哪些形式被内化并导致神经毒性。”“我们的发现表明，任何暴露氨基酸序列的形式都会与朊蛋白结合。”

Millhauser认为，“导致阿尔茨海默病的最初步骤可能是由朊蛋白介导的可溶性淀粉样β转运到神经元中，然后聚集在一起，形成有毒的聚集体，最终导致与阿尔兹海默症相关的特征斑块。”

尽管朊蛋白似乎是淀粉样β摄取的主要原因，但研究表明其他受体可能会提供替代途径。然而，针对淀粉样β1~30段或其与受体结合的部位的药物可能是有潜力的。

Millhauser说：“我们的发现为了解阿尔茨海默氏症开辟了新的途径，并提供了有希望的策略。”