淀粉样纤维是蛋白质或多肽自我组装形成的聚集体。其形成与多种蛋白质错误折叠疾病密切相关,如阿尔茨海默症、帕金森症、Ⅱ型糖尿病和血液透析相关淀粉样病。β2-微球蛋白(β2M)是人主要组织相容性复合体Ⅰ的轻链部分,在正常代谢循环中,它从该复合体上解离后,通过血液循环输送至肾脏,并在近端小管中被降解。由于肾脏功能的损坏,长期进行血液透析的肾衰竭病人的血液中p2M浓度可达到正常值的60倍,并在骨关节处组织中形成淀粉样纤维,引起关节的损伤和破坏,医学上称之为血液透析相关淀粉样病,包括腕管综合征、骨囊肿等。人野生型β2M及其N端缺失六个氨基酸残基的突变体△N6-β2M是这种淀粉样纤维的主要组分。因此,研究β2M淀粉样纤维形成的机制对于血液透析相关淀粉样病的病因解析及治疗策略的开发具有重要的医学意义。人体细胞和组织中充满蛋白质、多糖等生物大分子及其复合物,是一个非常拥挤的环境。生理拥挤环境深刻地影响着生物化学反应,包括蛋白质折叠和错误折叠。然而,目前没有关于大分子拥挤环境在β2M淀粉样纤维形成中作用的报道。因此,在pH 2.5及pH 6.2两种条件下,我们分别使用Ficoll 70与dextran 70作为拥挤试剂,结合一系列生物物理学技术,较为全面地研究了大分子拥挤环境对人野生型β2M及其突变体△N6-β2M淀粉样纤维形成的影响,发现大分子拥挤环境能够显著地促进β2M淀粉样纤维的生成,缩短了纤维生长的成核期,增加了淀粉样纤维的产量。同时,在生理βH条件下,大分子拥挤环境能够显著地抑制p2M淀粉样纤维的解聚,降低了纤维减聚的速率,减小了减聚程度。我们的研究结果表明,在大分子拥挤环境中,β2M淀粉样纤维更容易生成,也能更稳定地存在。因此,我们推测生理拥挤环境是促进血液透析相关淀粉样病变的重要生理因素之一。另外,我们研究了N端六肽在β2M淀粉样纤维生成机制中的作用。通过比较人野生型β2M与AN6-β2M形成淀粉样纤维的动力学曲线(βH2.5),发现N端六肽缺失显著地延长了β2M纤维形成的延滞期。纤维生长达到平台期之后,△N6-β2M纤维(N型)的ANS荧光值显著小于野生型β2M纤维(W型),表明纤维中暴露于水中的疏水性氨基酸残基存在差别。同时,高分辨率的透射电子显微镜结果表明,W型纤维与N型纤维具有不同的形态特征。这些结果表明,N端六肽缺失改变了β2M淀粉样纤维形成动力学、纤维疏水性和纤维形态。然后,我们进行了种子诱导实验,发现N型纤维种子既可以诱导野生型β2M形成N型淀粉样纤维,又能诱导其自身AN6-β2M形成N型淀粉样纤维;而W型纤维种子只能诱导野生型β2M生成W型淀粉样纤维,不能诱导AN6-β2M纤维生长。这种淀粉样纤维形态的可传播性和种间诱导差异性进一步确定了W型纤维和N型纤维是两种疏水性和形态完全不同的纤维,而且,N端六个氨基酸残基可能在W型淀粉样纤维核心区组成中具有重要作用。我们的研究结果丰富了p2M淀粉样纤维形态多样性,且N端六肽在β2M淀粉样纤维形成机制中具有重要作用。