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阿尔茨海默氏病(Alzheimer’s disease,AD)是一种最常见的神经退行性疾病。遗传因素、环境因素和年龄是AD发生和发展的主要因素,年龄在65岁以上的老年人群中,大约每50人中就有一位患有痴呆症。鉴于现如今全球老龄化趋势逐渐加重,势必会对我们的社会和经济提出更高的要求。因此积极研发治疗AD的药物就显得愈发刻不容缓。AD主要的病理学标志是胞外b-淀粉样蛋白的沉积或淀粉样斑块(Senile plaque,SP)和胞内神经元纤维缠结(Neurofibrillary tangles,NTFs),其中淀粉样斑块主要由淀粉样前体蛋白(APP)被β和γ分泌酶顺序切割后产生的Aβ42聚集形成;神经元纤维缠结主要由过度磷酸化的Tau蛋白(微管相关蛋白)聚集形成。目前,治疗AD的主要疗法是依据β-淀粉样蛋白假说提出的靶向β-淀粉样蛋白的疗法。本论文在前期研究中获得的一种抗Aβ寡聚体的单链抗体ZZ6的基础上,依据构象模拟与分子对接结果,发现在ZZ6的43、226、241与244位点处与Aβ42形成了一个环绕的结合部位,但是由于空间位阻过大且两者之间并没有形成有效的氢键,因此,我们针对此4个关键点进行氨基酸突变G43S、T226E、G241E、K244H,并对获得的系列靶向β-淀粉样蛋白的单链抗体进行了性质与功能的分析与研究。本论文获得了如下研究成果:(1)运用全质粒PCR或者巢式PCR方法获得了单链抗体ZZ6的3个突变体,分别为ZZ6-2-1(G43S)、ZZ6-2-(1-2)(G43S、T226E)、ZZ6-2-(1-3)(G43S、T226E、G241E、K244H);通过基因工程表达与纯化,制备出了这些单链抗体的有效制剂。(2)通过间接ELISA方法测定了四种单链抗体[ZZ6、ZZ6-2-1、ZZ6-2-(1-2)、ZZ6-2-(1-3)]与Aβ42寡聚体的结合力,即ZZ6为3.1nM、ZZ6-2-1为2.1nM、ZZ6-2-(1-2)为8.5nM、ZZ6-2-(1-3)为1.1nM,表明它们均可在纳摩尔级与Aβ42寡聚体有效结合,其中ZZ6-2-(1-3)对Aβ42寡聚体的结合力明显高于其他三种。(3)通过竞争ELISA方法测定了四种单链抗体[ZZ6、ZZ6-2-1、ZZ6-2-(1-2)、ZZ6-2-(1-3)]对Aβ42寡聚体的亲和力常数(平衡解离常数,KD),即KD(ZZ6)为3.1×10-6 M、KD(ZZ6-2-1)为3.0×10-6 M、KD[ZZ6-2-(1-2)]为3.42×10-6 M、KD[ZZ6-2-(1-3)]为3.32×10-6 M,表明它们对Aβ42寡聚体的亲和力虽然略有差异,但都在同一水平上。(4)通过ThT-F、Western Blot、HPLC分析发现,ZZ6与ZZ6-2-(1-3)均能够有效抑制Aβ42的聚集,并能在一定程度上诱导Aβ42聚集体的解聚,其中ZZ6-2-(1-3)的作用更加显著。(5)通过MTT实验分析发现:ZZ6与ZZ6-2-(1-3)均能有效抑制Aβ42寡聚体的细胞毒性,其中ZZ6-2-(1-3)的作用更加显著,而且单链抗体的该功效在靶细胞的形态及其运动性方面也有明显的体现。(6)HPLC分析结果显示,ZZ6-2-(1-3)表现出一定的促Aβ42降解的作用,推测ZZ6经G43S、T226E、G241E、K244H突变后,形成了拟催化功能部位,显示出了一定的催化潜能,这是ZZ6功能进化的一种体现。本论文的上述研究结果,为研发更有效的抗Aβ42代谢和抗Aβ42寡聚体细胞毒的药物提供了一定的理论基础与实践指导。