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阿尔茨海默病又称老年痴呆症,是在老年人中发病率极高的一种神经退行性疾病。研究表明:β-淀粉样蛋白多肽分子的异常聚集以及磷脂与β-淀粉样蛋白多肽分子的相互作用可能是导致阿尔茨海默病的主要因为之一。本论文的主要工作有:
(1)采用原子力显微镜(AFM)、硫代磺色素(ThT)荧光探针和紫外可见-吸收光谱法分别研究了pH值分别为3.5、5.2、8.0下,浓度为2μmol·L-1的Aβ42与磷脂间的相互作用。通过构筑一个和人体大脑环境近似的体系,以磷脂双层支撑膜来模拟脑细胞的细胞膜,采用AFM现场监测Aβ42在磷脂膜诱导下的聚集行为。AFM结果表明:低浓度的Aβ42的自聚集速度要比相应环境的磷脂作用下的Aβ42的聚集速度慢,聚集程度小。磷脂作用下的Aβ42,在溶液环境pH为3.5时,Aβ42聚集的速度比较快,而且主要聚集为纤维状;pH为5.2时,Aβ42聚集速度最慢,且主要聚集成球状的寡聚体;pH为8.0时,Aβ42的聚集速度介于3.5与5.2之间,主要聚集状态为2-3 nm高的纤维细丝。支撑双层磷脂膜可以诱导Aβ42的聚集;紫外.可见吸收光谱验证了AFM的结果;ThT荧光探针法结果表明:随着孵化时间的延长,磷脂囊泡作用下的Aβ42的荧光强度比单独的Aβ42的荧光要弱,即磷脂囊泡可以抑制Aβ42的聚集。
(2)以二茂铁寡肽分子Fc-KLVFFK6为信标,分别利用AFM现场观测和电化学方法研究了潜在药物对Aβ42聚集物的影响作用。相关研究表明:Aβ42的球形寡聚体可以对生物膜造成不可恢复的破坏,而Aβ42纤维对膜的损害随着纤维的移除可以恢复,这说明Aβ42寡聚体对神经元细胞的毒性大于Aβ42纤维对神经细胞的毒性。本论文分别利用AFM和电化学方法,以神经退行性疾病之一的阿尔海默病为例,建立了一种筛选治疗神经退行性疾病药物的方法。AFM结果显示:我们选择的药物能够选择性的消除细胞毒性比较大的Aβ42寡聚体从而阻断其纤维化。电化学数据显示:Fc-KLVFFK6分子信标与Aβ42的混合溶液,随着孵化时间的延长,Fc-KLVFFK6分子信标由于参与了Aβ42分子的组装,溶液中浓度降低,电化学信号降低;加入选择的药物后,可以使Fc-KLVFFK6分子信标的电化学信号还原。这进一步证实了我们选择的药物能够阻断Aβ42的寡聚体向成熟纤维过渡。证实我们目前的方法可以被用来对治疗神经退行性疾病的潜在的药物分子进行初步的筛选和评估。