引言阿尔茨海默氏病(AD)可以导致认知功能的广泛且永久降低,并伴随着海马中老年斑块的形成。1是痴呆症的主要种类,占所有病例的60%至80%。2,3在65年之前开始痴呆症的开始,这是由于几个皮质效用问题的快速发展和存在。然而,痴呆症在以后的生活中大部分会影响记忆特征,并且随着时间的流逝而趋于恶化。4由于体细胞死亡增强,疾病的进展较慢,并且恶化。5痴呆是一种进行性神经退行性疾病,其特征是特定位置的神经细胞丧失。6基于医学调查,已经发现痴呆症或精神障碍可能对印度人群是一个实质性的意外结果。7,8随着人的年龄增长,痴呆症的发生率会迅速增加,并且在动物模型中的这种衰老过程与大脑常规时间点的感觉和运动能力逐渐下降有关。降低感觉和运动功能仍然归因于氧化应激对蛋白质,脂质和核酸的氧化损伤。9
抽象的prions通过细胞prion蛋白(PRP C)的自催化转化为失折叠PRP的原纤维组件复制。虽然该过程在体内和体外进行了广泛的研究,但在体外形成原纤维形成的非生理反应条件已排除了细胞蛋白的识别和机械分析,这可能会改变PRP自组装和prion复制。在这里,我们在近生物条件下(NAA)开发了用于重组鼠和人PRP(23-231)的原纤维形成测定法,以研究细胞蛋白的作用,这可能是危险因素或潜在的治疗靶标在prion病中。遗传筛查表明,增加大脑中语法6表达的变体(Gene:STX6)是零星Creutzfeldt – Jakob病的危险因素。对NAA中蛋白质的分析表明,违反直觉,语法In-6是PRP原纤维形成的有效抑制剂。它显着延迟了高度亚化学计量摩尔比的原纤维形成的滞后相。但是,当评估不同聚集时间的毒性指向原发性神经元时,Syntaxin-6延长了神经毒性PRP物种的存在。电子显微镜和超分辨率的荧光显微镜表明,在存在语法素6 PRP的情况下,代替高度有序的原纤维,形成了含有含量索法蛋白6的较少有序的聚集体。这些数据强烈表明蛋白质可以直接改变PRP自组装的初始阶段,并且独特地可以充当“抗伴侣”,从而通过抑制原纤维形成来促进有毒的聚集介导。
基于蛋白质的微纤维在生物工程和食品领域具有潜在的应用,但在微米级上保留和利用其蛋白质构件的独特纳米机械性能仍然是一项挑战。本研究通过同轴微流体纺丝果胶和 β-乳球蛋白在不同构象状态(单体、淀粉样蛋白原纤维、缩短的淀粉样蛋白原纤维,处于各向同性/向列相)下自下而上制造核壳纤维,在 CaCl 2 溶液中凝胶化。纤维直径范围为 478 至 855 μ m(湿态)和 107 – 135 μ m(干态)。它们显示出清晰的核壳横截面,但果胶-β-乳球蛋白单体纤维除外,据推测紧凑的蛋白质会扩散到果胶基质中。纤维构建块的分子取向表示为有序参数,代表果胶链和淀粉样蛋白原纤维平行于纤维轴的排列,该参数通过空间分辨率为 20 μ m 的同步加速器广角 X 射线散射 (WAXS) 计算得出。与纯果胶纤维相比,引入淀粉样蛋白原纤维作为蛋白质核心可使杨氏模量从 3.3 增加到 6.4 GPa,拉伸强度从 117 增加到 182 MPa。然而,将蛋白质核心流速从 1 mL/h 增加到 2 mL/h 会导致核心喷射螺旋弯曲、有序性降低,最终导致机械性能恶化。总体而言,与缩短的淀粉样蛋白原纤维相比,全长淀粉样蛋白原纤维对机械性能更有益。通过深入了解蛋白质构象、纺丝流速和由此产生的核壳微纤维的机械性能之间的关系,这些结果可能有助于新型纤维蛋白质材料领域。
摘要 系统性淀粉样变性的特征是自体蛋白以高度有序的纤维形式不断沉积在靶器官中。随后可能致命的器官功能障碍是由前纤维物种的蛋白毒性作用以及淀粉样纤维产生的细胞毒性和结构改变造成的综合损害的结果。目前的治疗重点是消除淀粉样蛋白,从而从源头上消除淀粉样蛋白级联。虽然这种方法可以终止前纤维聚集体造成的细胞损伤并防止淀粉样蛋白进一步积聚,但淀粉样纤维的有害影响仍然存在,可能会妨碍器官功能的恢复,而这是治疗的最终目标,因为有必要改善生活质量并延长生存期。临床前研究表明,针对淀粉样纤维的特异性抗体可以加速淀粉样蛋白沉积物的清除,这些抗体可以激活补体介导的巨噬细胞和巨细胞吞噬作用,可能促进器官功能的恢复。衡量抗淀粉样蛋白药物的治疗效果仍是一个研究问题。近年来,几种针对淀粉样蛋白沉积物的单克隆抗体已在临床试验中进行了测试,结果好坏参半。近期 I/II 期试验、新型抗淀粉样蛋白药物和新型抗体工程的令人鼓舞的结果为人们带来了希望,即在不久的将来可以有效去除淀粉样蛋白,从而加速器官恢复并改善生活质量和生存率。
神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏病,帕金森氏病和亨廷顿氏病,其特征是淀粉样蛋白原纤维的积累,这些淀粉样蛋白原纤维仍然无法治愈。开发早期诊断方法以及调整疾病的疗法非常重要。最近,我们发现了Fibrilpaint1肽,这是一种可以用于原纤维诊断的特定淀粉样蛋白粘合剂。在这里,我们引入了与蛋白质原纤维结合的一类纤维Libilpaint1衍生物。修改包括电荷,末端和残基阶的变化。结果,我们生成了一类具有一般纤维结合特性的肽,并具有进一步适应的潜力,例如与多种染料链接,特定蛋白质和聚集菌株的优化或针对靶向蛋白质降解策略的适应性。因此,原纤维油漆肽是靶向淀粉样蛋白原纤维来诊断和治疗目的的一类有希望的铅。
甲状腺素转运蛋白心脏淀粉样变性 (ATTR-CA) 是一种不可避免地进展且致命的心肌病。随着对甲状腺素转运蛋白错误折叠以及随后心肌内淀粉样蛋白原纤维积聚的潜在发病机制的了解不断加深,人们开发了几种作用于疾病途径不同阶段的疾病改良疗法。Tafamidis 是首个获批用于治疗 ATTR-CA 的疗法,至今仍是唯一一个,它与 acoramidis 一起稳定甲状腺素转运蛋白四聚体,防止分解、错误折叠和淀粉样蛋白原纤维的形成。基因沉默剂(如 patisiran、vutrisian 和 eplontersen)和新型基因编辑疗法(如 NTLA-2001)可减少肝脏中甲状腺素转运蛋白的合成。抗淀粉样蛋白疗法是 ATTR-CA 的另一种治疗策略,旨在结合淀粉样蛋白原纤维表位并刺激巨噬细胞介导的心肌淀粉样蛋白原纤维清除。许多此类疗法尚处于早期研究阶段,但代表了尚未满足临床需求的重要领域,甚至可能逆转疾病并恢复晚期患者的心脏功能。
淀粉样蛋白原纤维传统上仅被视为人类神经退行性疾病中的病理骨料,但是越来越清楚地表明,形成淀粉样蛋白原纤维的倾向是所有蛋白质(包括食物蛋白)的通用特性。与病理淀粉样蛋白原纤维不同,源自食物蛋白的淀粉样蛋白可以用作生物医学,组织工程,环境科学,纳米技术,材料科学以及食品科学中的高级材料,鉴于高度可寻求的特征,例如极端的贴上比例,杰出的僵硬,杰出的僵化,良好的僵硬,广泛的型组成型在其范围内的可用性。当前的项目将集中于血液基蛋白的纤维化,这是牲畜加工中的大型废物产品,并探索其功能性能以实现可持续发展。
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兰氏蛋白心脏淀粉样蛋白病(ATTR-CA)代表一种无情的渐进性和致命的心肌病。对导致经甲状腺素蛋白错误折叠的潜在发病机制以及随后在心肌内的淀粉样蛋白原纤维的积累导致了几种在疾病途径不同阶段起作用的疾病改良疗法的发展。tafamidis是第一个,迄今为止仍然是唯一批准用于治疗Attr-CA的治疗方法,与阿ac虫一起稳定了甲状腺素四聚蛋白四聚体,防止分类,偏置和形成淀粉样纤维纤维。基因沉默剂,例如Patisiran,vutrisian和eplontersen,以及新型的基因编辑疗法,例如NTLA-2001,可以减少经硫代蛋白的肝合成。抗淀粉样蛋白疗法代表了Attr-CA治疗的另一种策略,旨在结合淀粉样蛋白原纤维表位并刺激巨噬细胞介导的从心肌中去除淀粉样蛋白原纤维。其中许多治疗方法处于早期研究阶段,但代表了未满足的临床需求的重要领域,即使在患有晚期疾病的患者中,也可能会逆转疾病并恢复心脏功能。