【摘 要】
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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性发展的中枢神经退行性疾病。β-淀粉样蛋白(Amyloidβ-protein,Aβ)的聚集沉积是AD的核心病理学特征,也是治疗AD的重要靶点。靶向Aβ的单克隆抗体(Monoclonal antibody,mAb)被证实可以显著地抑制Aβ生成并清除Aβ,这使得相关的免疫疗法成为缓解AD症状的重要方法。然而过去开发的单抗药物大多在临
【基金项目】
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海外高层次人才计划项目的资助(0214187096);
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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性发展的中枢神经退行性疾病。β-淀粉样蛋白(Amyloidβ-protein,Aβ)的聚集沉积是AD的核心病理学特征,也是治疗AD的重要靶点。靶向Aβ的单克隆抗体(Monoclonal antibody,mAb)被证实可以显著地抑制Aβ生成并清除Aβ,这使得相关的免疫疗法成为缓解AD症状的重要方法。然而过去开发的单抗药物大多在临床试验中失败,其原因可能是血脑屏障的存在阻碍了相关抗体分子进入中枢神经系统(Central nervous system,CNS)。这不仅影响了抗体免疫治疗的效果,也限制了 CNS相关的大分子成像探针的发展。因此迫切需要一种可以高效跨过血脑屏障并靶向结合Aβ的成像和治疗工具。本研究根据课题组现有的Aβ42构象特异性的高亲和力mAb 1F12和CNS靶向的狂犬病毒糖蛋白衍生多肽RVG29,设计制备了一种兼具二者优势的单链抗体融合蛋白scFv1F12-RVG,并将其应用于AD模型鼠5×FAD的病理成像和治疗研究。本研究主要内容及结果如下:(1)通过原核载体构建及蛋白表达,成功制备融合蛋白scFv1F12-RVG。通过提取1F12杂交瘤细胞的RNA、反转录、PCR及序列校对等步骤,获取其轻重链可变区序列,结合狂犬病毒肽RVG29的序列,选择柔性linker将VH-VL-RVG相互连接并拼接至pET-22b(+)表达载体,进行蛋白表达。实验结果表明,scFv1F12-RVG原核载体构建成功,顺利诱导表达和纯化得到目的蛋白。经验证,该蛋白具有良好的Aβ42结合能力(Kd=53.31±10.9 nM)。(2)scFv1F12-RVG可以通过尾静脉注射高效进脑并活体标记5×FAD小鼠脑内Aβ。对注射后的C57BL/6J小鼠进行荧光成像并对比,结果显示RVG可以显著增强scFv1F12的CNS靶向能力。对5×FAD小鼠的脑成像及脑研磨液的ELISA检测结果表明,尾静脉注射scFv1F12-RVG可以实现高达3.73%ID/g的进脑量。在此基础上,脑切片共聚焦成像结果证实进脑的scFv1F12-RVG可以有效标记5×FAD小鼠脑内的Aβ斑块,并在不同疾病进程的5×FAD小鼠上表现出差异性的整体荧光成像信号,展现出其作为AD脑成像探针的潜力。(3)scFv1F12-RVG可以通过靶向5×FAD小鼠脑内Aβ,实现良好的免疫治疗效果。体外实验结果证明scFv1F12-RVG可以显著地抑制Aβ42的聚集折叠,并可将Aβ42多聚体解聚为单体。体内对5×FAD小鼠的治疗实验结果显示,scFv1F12-RVG大幅降低了小鼠脑内和外周中可溶性Aβ42和p-tau396,404(在Ser396,404位点发生磷酸化的tau蛋白)的含量,减轻了脑内不溶性斑块和神经纤维缠结的负荷,伴随小胶质细胞相关神经炎症水平的降低,显示出良好的治疗效果。综上所述,本文制备了一种良好的用于AD成像和治疗的融合蛋白工具scFv1F12-RVG,其具有高血脑屏障渗透率,活体标记脑部Aβ斑块的能力,以及良好的免疫治疗性能。其设计策略对改善抗体相关蛋白在CNS疾病的应用效果具有重要的意义。
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