揭秘β淀粉样蛋白(Aβ)C端变异：如何重塑阿尔茨海默症研究的未来？

β淀粉样肽(Aβ)的聚集是阿尔茨海默症大脑的标志性特征。Aβ肽池并非呈现单一的、明确的成分，而是复杂且由N端截短和C端长度各异的肽组成。为了系统地研究多肽组成对聚集的影响，生产了一系列具有C端变异的合成淀粉样β肽。使用硫黄素T结合、远紫外圆二色光谱和透射电子显微镜来研究形成的聚集物的特性。

阿尔茨海默症是一种进展性神经退行性疾病，最早的症状之一包括认知功能的丧失，这通常在65岁左右开始显现。淀粉样β（Aβ）肽是淀粉样前体蛋白（APP）加工的产物，其在阿尔茨海默症大脑中的积累是该病的典型病理特征。多年来，Aβ肽池已被鉴定为高度复杂，其中包括含有37、38、40、42和43个氨基酸的多肽，这主要是由于γ-分泌酶对APP的切割位点不明确所致。在阿尔茨海默症患者中，Aβ肽池倾向于过度表达较长的Aβ肽（42个氨基酸及以上），与健康个体相比。尽管已经报道Aβ1-42比Aβ1-40聚集得更快，但大脑中其他Aβ肽的特性还不为人知。可以通过使用硫黄素T结合、圆二色光谱和透射电子显微镜，比较了Aβ的C端变异的聚集特性。

多肽由JPT肽技术公司（德国柏林）以六氟异丙醇（HFIP）薄膜的形式提供。肽的纯度和身份通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）进行评估。肽的溶解采用逐步程序，先用1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇（HFIP）和二甲基亚砜（DMSO）溶解，然后在1 mM乙二胺四乙酸（EDTA）和50 mM Tris缓冲液（pH 7.5）中孵育。Aβ的聚集分别在孵育15小时、2周和2周后通过硫黄素T结合、圆二色光谱和透射电子显微镜（TEM）进行监测。

在孵育15小时后，通过监测Aβ1-37、Aβ1-40、Aβ1-42和Aβ1-43与硫黄素T（一种报告聚集形成的染料）的结合亲和力，来观察形成的聚集物（如上图1）。硫黄素T阳性聚集物的形成与Aβ肽的长度并非呈线性相关。短的Aβ1-37和长的Aβ1-42以及Aβ1-43在15小时孵育后具有相似的低硫黄素T荧光强度，而Aβ1-38和Aβ1-40在相似条件下则显示出五到六倍更高的荧光强度。通过使用透射电子显微镜，获得了形成的聚集物的形态学描述（如下图2）。

所有肽都具有很强的自组装倾向，但形成的聚集物的形态随肽的长度而变化。较短的肽Aβ1-37和Aβ1-38形成延伸的、负染色的、半柔性的纤维，没有明显的分支。当肽的长度向C端延伸时，形成的纤维逐渐转变为密集染色的网络，在这些网络中，单个纤维已无法区分。尽管Aβ1-37和Aβ1-42在聚集形成时显示出相似的硫黄素T结合特性，但纤维形态差异很大。为了确定形成的聚集物的二级结构构象，采用了远紫外圆二色光谱（见图3）。数据显示，随着C端的延伸，聚集物逐渐从无规卷曲（198 nm处的负值）转变为富含β-折叠（210 nm处的负峰）的聚集物。

通过使用硫黄素T荧光、透射电子显微镜和远紫外圆二色光谱分别测试了合成的Aβ肽的C端变异对聚集倾向、形态和二级结构的影响。在本研究中调查的Aβ肽包含37、38、40、42和43个氨基酸，这些肽也在大脑中自然存在。观察到这些肽自组装并形成硫黄素T阳性聚集物的倾向存在很大差异，这主要是由于形态的变化。尽管使用透射电子显微镜和圆二色光谱观察到Aβ1-42和Aβ1-43存在广泛的富含β-折叠的聚集，但这些聚集物仅表现出有限的硫黄素T结合。有人假设，这两种肽观察到的密集网络阻止了硫黄素T染料的直接接触，从而抑制了结合和荧光强度。大脑中的Aβ肽池主要由Aβ1-40和Aβ1-42组成，其特性已得到广泛研究。最近认识到Aβ1-37、Aβ1-38和Aβ1-43在大脑中的存在，而且，这些肽现在被认为在调节阿尔茨海默病的进展中发挥作用。

JPT肽技术公司（德国柏林）作为多肽生产专家，可以提供不同长度不同形式的Aβ肽。