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阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s disease, AD)是一种神经退行性疾病,其病理特征是渐进性的Aβ42的聚集与沉积、神经突触丢失和神经纤维缠结,临床表现为记忆功能衰减及识别能力障碍,同时伴有各种神经症状和行为障碍。对于AD的发病机理有多种观点,其中普遍认同的是Aβ42毒性学说。现已证明,由β-淀粉样肽(Aβ42)单体聚集形成的Aβ42寡聚体是引起AD的主要致病因子。有关AD的被动免疫治疗报道中,多数采用的是人源化的多克隆抗体或单克隆抗体,但这些抗体因分子大不易穿过血脑屏障或特异性差易引起副作用而限制了在临床上的应用。为克服这些限制,从构建小分子人源性抗体或抗体片段出发,筛选特异性识别和结合Aβ42寡聚体的单链抗体成为目前诊断或治疗AD的热点。本论文利用分子生物学和细胞生物学等方法,通过β-淀粉样肽(Aβ42)抗原的构象设计和组装,利用Aβ42寡聚体为抗原特异性筛选,获得抗Aβ42寡聚体的单链抗体(scFv)基因,并表达出该单链抗体。所获得的单链抗体具有Aβ42寡聚体构象靶向性高、分子小、易实现脑转运等突出特点,并显示出了用于治疗和预防老年痴呆症(或称阿尔茨海默氏病,Alzheimer’s disease, AD)的有效性和可行性:(1)分离提取人外周血淋巴细胞,获得外周血淋巴细胞RNA并反转录合成cDNA。采用PCR扩增方法从人外周血淋巴细胞cDNA中获得重链可变区VH及轻链可变区VL,进一步以SOE-PCR方法获得scFv基因。以pET41b为载体,转化E.coli BL21(DE3)感受态细胞,构建单链抗体库。(2)利用Aβ42寡聚体作为抗原筛选阳性克隆,最后获得了四株与抗原有较强结合的阳性克隆。对筛选出的阳性克隆进行序列测定,将所测得的scFv基因序列与GeneBank中的免疫球蛋白基因序列进行比对分析,分析结果显示所获得的四个克隆均为编码scFv的DNA序列,分别包含了编码抗体重链可变区(VH)、轻链可变区(VL)的DNA序列。(3)通过Dot-blot及Western blot方法,证明了获得的单链抗体能够特异性识别Aβ42寡聚体。(4)通过间接ELISA方法,测定单链抗体对Aβ42寡聚体的结合力。结果显示,测得四种单链抗体均可在稀释度为0.625nM仍有结合能力,因此确定四种单链抗体均可在nM级别水平发挥作用。进一步检测了四种单链抗体的亲和力常数KD,由KD值可以看出,获得的单链抗体与Aβ42寡聚体具有较强的亲和力。(5)ThT-F方法和电子显微镜观察等实验方法分析得出获得的单链抗体能够抑制Aβ42的聚集或纤维化、并能够诱导Aβ42聚集体解聚。(6)通过MTT及LDH释放实验分析发现,四种单链抗体能够明显提高细胞存活率,并且其抑制Aβ42寡聚体对细胞的毒性作用呈浓度依赖性。然而,单链抗体对Aβ42单体及纤维抑制作用不显著。进一步分析单链抗体对Aβ42毒性作用的抑制和中和作用。结果显示,四种单链抗体均具有抑制及中和Aβ42寡聚体及原纤维对细胞的毒性作用。并且,四种单链抗体的抑制Aβ42寡聚体及原纤维毒性作用均显著于中和作用。(7)通过应用人脐静脉血管内皮细胞HUVEC及胶质瘤细胞C6进行共培养的方法,建立体外血脑屏障模型,检测单链抗体跨血脑屏障得的转运效率。结果显示,四种单链抗体穿透血脑屏障随时间增长而增加,并且在60min后穿透率达到峰值并呈现稳定。上述结果为设计和研制免疫预防与治疗老年痴呆(或称阿尔茨海默氏病,AD)的新型小分子抗体药物提供了依据并奠定了基础,作为临床诊断和AD治疗的免疫制剂具有广阔的应用前景。