天然产物来源的β位淀粉样蛋白前体蛋白切割酶1抑制剂的研究进展

目的 对天然产物来源的β位淀粉样蛋白前体蛋白切割酶1(BACE1,又称β-分泌酶)抑制剂的研究进展进行总结。方法 通过收集文献中报道的具有抑制BACE1活性的天然产物信息,对其BACE1抑制活性进行总结,根据化学结构、来源植物、半抑制浓度等信息对化合物进行分类。结果 根据结构类型将文献中报道的天然产物来源的BACE1抑制剂分为黄酮类、三萜及甾体类、香豆素类、蒽醌类、鞣质多酚类及生物碱类。结论 梳理天然产物来源的BACE1抑制剂的研究进展,为基于该靶点的创新药物研发奠定基础。

表观遗传和蛋白质翻译后修饰对β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达调控的研究进展

β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)最早于1999年被发现鉴定,它是催化β淀粉样蛋白(Aβ)生成的关键限速酶,而Aβ单体的异常聚集所形成的淀粉样斑块是阿尔茨海默病(AD)的典型病理特征。在AD患者的大脑及体液中BACE1的浓度及活性异常增高,BACE1在AD的病理级联过程中发挥重要作用。因此,BACE1是减少Aβ生成,改善早期AD的重要药物靶标。

淀粉样前体蛋白β位分解酶1与β-淀粉样蛋白在糖尿病大鼠脑组织中的表达及行为学相关性

目的观察糖尿病大鼠脑组织淀粉样前体蛋白β位分解酶1(BACE1)、β-淀粉样蛋白(Aβ)的表达,探讨糖尿病糖代谢异常在阿尔茨海默病中的作用机制。方法腹腔注射链脲佐菌素诱发糖尿病大鼠动物模型,随机分为正常组(N组)、假手术组(S组)、4周模型组(M4组)、6周模型组(M6组)、8周模型组(M8组)。穿梭箱实验、Morris水迷宫实验检测大鼠认知行为学改变,免疫组织化学法、免疫印迹法、RT-PCR和酶联免疫吸附法(ELISA)检测BACE1;ELISA法检测Aβ在糖尿病大鼠脑组织中的表达,用图像分析仪测定吸光度值。结果M组大鼠的电击次数、学习和记忆潜伏期时间显著延长(P<0.01),主动逃避次数显著降低(P<0.01);ELISA法检测Aβ1-40和Aβ1-42显示糖尿病模型鼠脑组织内Aβ1-40水平明显增高,从正常组的(64.13±6.76)pg/mg升至模型组的(86.43±7.03)pg/mg(P<0.001);Aβ1-42也明显升高,从正常组的(67.43±5.12)pg/mg升至(89.45±5.28)pg/mg(P<0.001);糖尿病模型鼠脑组织内BACE1水平显著增高,ELISA法从正常组的(116.46±8.10)pg/mg升至模型组的(158.73±6.24)pg/mg(P<0.001)。免疫印迹法吸光度值从正常组的0.61±0.11升至模型组的1.52±0.16(P<0.001),RT-PCR法吸光度值从正常组的1.62±0.26升至模型组的3.61±0.32(P<0.001),免疫组织化学法吸光度值从正常组的0.81±0.21升至模型组的2.01±0.36(P<0.001)。BACE1和Aβ表达水平与学习和记忆负相关。结论BACE1和Aβ在糖尿病大鼠脑组织表达增高,糖尿病糖代谢异常增强BACE1和Aβ表达,参与了阿尔茨海默病的发病机制。

外源性硫化氢对嗜铬细胞瘤细胞β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的观察外源性硫化氢(H2S)对嗜铬细胞瘤细胞(PC12)β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)表达的影响,并探讨可能涉及的细胞信号机制。方法用不同浓度的硫氢化钠(NaHS)处理体外培养的PC12细胞,利用RT-PCR和Western blot法检测细胞内BACE1mRNA及蛋白表达;继以LY294002和PD98059分别阻断磷脂酰肌醇3-激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(PI3-K/Ak)t及丝裂酶原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶1/2(MAPK/ERK1/2)通路,Western blot法检测其对NaHS诱导的通路下游蛋白Akt1和ERK1/2磷酸化的影响及其对BACE1蛋白表达变化的调节;ELISA法检测细胞培养液中Aβ42水平的变化。结果 NaHS在实验浓度范围内呈剂量依赖性下调BACE1mRNA及蛋白表达,200μmol/L时最明显,各NaHS组与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05);LY294002抑制NaHS诱导的Akt1蛋白磷酸化,削弱NaHS对BACE1蛋白的下调作用,其表达在LY294002预处理组与NaHS200μmol/L组相比,差异具有统计学意义(P<0.05);而PD98059虽能抑制NaHS导致的ERK1/2蛋白磷酸化,但对其调节BACE1蛋白表达无影响,PD98059预处理组与NaHS200μmol/L组相比,差异无统计学意义(P>0.05);不同处理条件下的Aβ42表达与BACE1变化趋势基本一致。结论外源性H2S下调PC12细胞BACE1表达,其机制可能与PI3-K/Akt信号通路的激活有关,而与MAPK/ERK1/2通路无关。

芝麻素对低氧条件下鼠嗜铬细胞瘤细胞β淀粉样蛋白和β位淀粉样前体蛋白裂解酶-1表达影响的实验研究

目的:探讨芝麻素对低氧条件下鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12)β淀粉样蛋白(Aβ)和β位淀粉样前体蛋白裂解酶-1(BACE-1)表达的影响。方法:PC12细胞随机分为正常氧组、低氧组、低氧加芝麻素0.5、5.0和50μmol/L浓度干预组,采用酶联免疫吸附法测定(ELISA)检测Aβ1-42水平,免疫印迹试验(Western blot)检测BACE-1蛋白表达。结果:低氧组Aβ1-42水平高于正常氧组(P<0.05),在0.5、5和50μmol/L浓度芝麻素干预后,低氧组Aβ水平降低(均P<0.05);低氧组BACE-1的蛋白表达高于正常氧组(P<0.05),在0.5、5和50μmol/L芝麻素干预后,低氧组BACE-1蛋白水平降低(均P<0.05)。结论:在低氧条件下,PC12细胞Aβ1-42、BACE-1蛋白表达升高,芝麻素降低低氧条件下升高的Aβ1-42,BACE-1表达。

电针对APP/PS1小鼠学习记忆及β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的探讨电针治疗阿尔茨海默病的效果和作用机制。方法雄性8月龄APP/PS1小鼠24只随机分为模型组、电针组和非穴组,各8只。8只野生型小鼠为野生组。电针组电针百会、神庭,非穴组电针双侧肋下非穴区,野生组和模型组予相同抓取和固定,共28 d。干预后,Morris水迷宫测试小鼠学习记忆能力,分别采用免疫荧光和免疫组化技术检测小鼠大脑皮质β淀粉样蛋白(Aβ)和β位淀粉样前体蛋白裂解酶1 (BACE1)含量,RT-PCR检测BACE1 m RNA水平。结果与模型组比较,电针组小鼠Morris水迷宫逃避潜伏期显著下降(P <0.001),穿越平台次数显著增加(P <0.001),BACE1表达和Aβ水平显著减少(P <0.001)。结论电针百会、神庭可能通过抑制APP/PS1小鼠大脑皮质BACE1表达,降低Aβ水平,改善小鼠学习记忆能力。

γ-分泌酶、淀粉样前体蛋白和早老蛋白1在阿尔采末病中相关性的研究进展

阿尔采末病近年来发病率逐渐升高,对其发病机制的研究逐步深入。APP、PS1为已被明确的痴呆基因,γ-分泌酶是生成Aβ的限速酶,三者都是目前AD领域研究的热点,但是三者在AD间的具体相互作用机制及过程迄今还尚未明确,这些都可能是发现AD治疗新途径的潜在位点。

人参皂苷Rg_1、Rb_1对淀粉样前体蛋白分泌酶代谢途径的影响

目的观察人参皂苷Rg1、Rb1对淀粉样前体蛋白代谢途径中α分泌酶活性和基因表达的影响。方法用转染突变型PS1(ML46L)和野生型PS1的CHO细胞,通过荧光酶标技术检测α分泌酶活性,Western blot免疫印迹、RT-PCR技术检测α分泌酶基因ADAM9、ADAM10的蛋白和RNA表达。结果转染突变型PS1 ML46L组α分泌酶活性较转染野生型PS1(WT组)低(P<0.05),加用人参皂苷Rg1、Rb1后转染突变型PS1ML46L组α分泌酶活性较未加用组不同程度增高(P<0.05),同时ADAM9、ADAM10的蛋白及RNA表达较未加用组有不同程度增多(P<0.05)。结论人参皂苷Rg1、Rb1均可不同程度增加α分泌酶中ADAM9、ADAM10基因表达,提高α分泌酶活性,且人参皂苷Rg1调节作用优于人参皂苷Rb1。关键词:人参皂苷Rg1;人参皂苷Rb1;淀粉样前体蛋白分泌酶;

电针对SAMP8小鼠行为学及大脑皮层β位淀粉样前体蛋白裂解酶表达的影响

目的探讨电针治疗阿尔茨海默病的可能作用机制。方法将快速老化小鼠P8亚系(SAMP8)36只随机分为模型组、电针组和药物组,抗快速老化小鼠R1亚系(SAMR1)12只为正常组。电针组给予电针百会穴、印堂穴20 min后,点刺水沟穴;药物组给予盐酸多奈哌齐按0.92 mg·kg-1剂量灌胃;正常组和模型组给予电针组相同程度和时间的束缚。治疗15 d后,用Morris水迷宫测定小鼠学习记忆能力,免疫组化技术检测小鼠大脑皮层β淀粉样蛋白(Aβ)及β位淀粉样前体蛋白裂解酶(BACE-1)含量,实时荧光定量PCR法测定BACE-1 mRNA的表达。结果与模型组比较,药物组与电针组逃避潜伏期均显著下降,而目标象限游泳时间均显著增加(P<0.05),电针组BACE-1、BACE-1 mRNA表达显著减少(P<0.05);电针组游泳总路程、游泳速度明显下降,与药物组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针可能通过抑制SAMP8小鼠大脑皮层BACE-1表达,降低Aβ水平,达到改善其学习记忆障碍的作用。

β-位点淀粉样前体蛋白剪切酶-1在阿尔茨海默病中的表达、作用及其抑制剂

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是引起老年性痴呆的常见神经退行性疾病,主要临床表现为学习记忆功能减退、认知功能障碍,最终导致患者死亡。β-淀粉样蛋白(beta-amyloid protein,Aβ)是目前公认的AD发病的中心环节,由淀粉样前体蛋白(amy loidprecursor protein,APP)经β-位点APP剪切酶-1(β-site APP cleavage enzyme-1,BACE-1)和γ-分泌酶降解生成,BACE-1介导了APP的第1次剪切,是Aβ产生的关键酶和限速酶,故BACE-1的活性决定其剪切产物Aβ的产生。

不同浓度十二烷基磺酸钠在提取甲醛固定石蜡包埋组织β-淀粉样前体蛋白剪切酶-1中的作用

目的:探索从甲醛固定、石蜡包埋(formaldehyde-fixed,paraffin-embedded,FFPE)的脑组织中提取β-淀粉样前体蛋白剪切酶-1(BACE-1)的有效方法。方法:将大鼠FFPE脑组织分别加入不同浓度十二烷基磺酸钠(SDS,0%,0.5%,1%,2%和4%)提取BACE-1,新鲜大鼠脑组织作为对照组。提取的BACE-1蛋白量采用Western blot进行检测。结果:未用SDS处理的固定组织提取不到BACE-1,随着SDS浓度的逐渐升高,固定组织中提取的BACE-1蛋白也逐渐增加,4%SDS处理的FFPE组织与新鲜组织提取的BACE-1蛋白量没有明显差别。结论:SDS处理是FFPE组织提取BACE-1的必需条件,高浓度(4%)SDS处理是FFPE组织提取BACE-1的一种有效方法。

微环境变化对PC12细胞淀粉样前体蛋白β位点裂解酶1表达的影响

目的·研究微环境变化对PC12细胞淀粉样前体蛋白β位点裂解酶1(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1,BACE1)表达的影响。方法·分别采用毒胡萝卜素(thapsigargin,Tg)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、过氧化氢(H_2O_2)、缺氧培养箱和低糖培养基对PC12细胞模拟轻度内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、炎症环境、轻度氧化应激、低氧和低糖环境,用Western blotting和荧光定量PCR检测BACE1蛋白和BACE1 mRNA的表达水平。结果·PC12细胞用0.13μmol/L Tg处理12 h或用0.01 mg/mL LPS处理36 h后,BACE1蛋白和m RNA水平显著上调(均P<0.05);而用0.13 mmol/L和0.25 mmol/L H_2O_2处理12 h,以及低氧环境和低糖环境下,BACE1蛋白和m RNA均未观察到显著变化(均P>0.05)。结论·轻度ERS和炎症环境可以使PC12细胞BACE1的mRNA和蛋白表达上调。

胰岛素样生长因子-1对β-淀粉样前体蛋白裂解酶1的影响

目的:探讨胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)对人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中β-淀粉样前体蛋白裂解酶1(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme1,BACE1)的影响以及可能的细胞信号机制。方法:用不同剂量IGF-1(20、40 ng/ml和80 ng/ml)作用于人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y 24 h,荧光定量PCR及Western blot检测BACE-1mRNA及蛋白水平;Western blot检测淀粉样前体蛋白、C99、C83及磷脂酰肌醇-3激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(phosphoinositide3-kinase/serine threonine kinase,PI3-K/Akt)通路相关蛋白的水平;ELISA检测细胞培养液中β-淀粉样蛋白42(β-amyloid peptide,Aβ42)的水平,然后选择最佳剂量的IGF-1(80 ng/ml)作用于人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y,在此之前30 min加入PI3-K抑制剂LY294002(25μmol/L及50μmol/L),重复上述检测。结果:IGF-1降低BACE-1、C99及Aβ42的水平(P=0.000),提高C83的表达(P=0.000),增加Akt的磷酸化(P=0.000),而LY294002具有抑制IGF-1的上述作用。结论:IGF-1降低BACE-1mRNA及蛋白的水平,其机制可能涉及PI3-K/Akt信号通路。

β位淀粉样前体蛋白裂解酶2基因敲除斑马鱼动物模型的构建及其初步应用

目的构建β位淀粉样前体蛋白裂解酶2(β-site APP-cleaving enzyme 2,BACE2)基因敲除斑马鱼动物模型并及其初步探索其应用。方法运用CRISPR/Cas9技术,在斑马鱼中设计针对靶点的gRNA,使之诱导靶点突变,经测序鉴定得到突变体。结果BACE2纯合突变体在早期部分无法存活,RT-PCR结果显示BACE2基因在斑马鱼的早期发育中持续表达。结论 BACE2基因敲除的斑马鱼动物模型将为进一步研究BACE2基因在斑马鱼胰腺发育中的作用和针对糖尿病的药物靶点筛选提供有效工具。

循环间歇性低氧对大鼠肾上腺β淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的观察β淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)在大鼠肾上腺的表达和定位,检测循环间歇性低氧(CIH)对BACE1表达的影响。方法采用Western blotting和免疫组织化学法检测BACE1在大鼠肾上腺的表达及定位;16只雄性SD大鼠随机分为2组,常氧对照组(control组)和CIH模型组,每组8只。模型制作2周,Western blotting检测各组大鼠肾上腺髓质BACE1和酪氨酸羟化酶(TH)蛋白的表达量。结果BACE1主要定位于大鼠肾上腺髓质神经纤维;与control组相比,CIH组大鼠肾上腺髓质BACE1蛋白水平下降,TH蛋白水平升高(P<0.05)。结论BACE1定位于大鼠肾上腺髓质神经纤维;BACE1水平下调可能参与减缓CIH引起的交感神经活性过度增强。

淀粉样前体蛋白/早老素1转基因小鼠脑皮质中过氧化物酶体增殖剂激活受体α的表达及意义

目的探讨淀粉样前体蛋白(APP)/早老素1(PS1)转基因小鼠脑皮质中过氧化物酶体增殖剂激活受体α(PPARα)的表达变化及意义。方法选择10只5月龄雄性APP/PS1双转基因C57BL/6J-TgN(APP/PS1)ZLFILAS小鼠为实验组,10只同遗传背景5月龄雄性C57BL/6J野生型小鼠为对照组。采用Morris水迷宫实验测定2组小鼠空间学习记忆能力,免疫组织化学法检测2组小鼠脑组织中β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积情况,Western blot法检测2组小鼠脑皮质中PPARα、APP蛋白及肝组织中PPARα、脂酰辅酶A氧化酶1(ACOX1)及肉碱脂酰转移酶1(CPT1)蛋白表达,生物化学法检测2组小鼠血清中三酰甘油(TG)和总胆固醇(TC)水平。结果实验组小鼠不同时间点逃避潜伏期短于对照组,但2组间比较差异无统计学意义(P>0.05);实验组小鼠在目标象限游动时间短于对照组,但2组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。对照组小鼠脑组织中未见到Aβ阳性斑块,实验组小鼠脑皮质和海马区可见大量大小不等的Aβ阳性斑块。实验组小鼠脑皮质中PPARα蛋白相对表达量显著低于对照组,APP蛋白相对表达量显著高于对照组(P<0.05)。实验组小鼠肝组织中PPARα、ACOX1、CPT1蛋白相对表达量显著高于对照组(P<0.05)。实验组小鼠血清TG水平显著高于对照组(P<0.05),实验组与对照组小鼠血清TC水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论APP/PS1转基因小鼠存在脑组织和肝组织PPARα异常表达、脂质代谢紊乱,PPARα在阿尔茨海默病的发病机制中起重要作用。

运动训练对D-半乳糖造阿尔茨海默病模型大鼠海马β位淀粉样蛋白42和裂解酶1的影响

目的:探讨游泳+跑台的混合运动训练对D-半乳糖所致阿尔茨海默病(AD)模型大鼠海马内β位淀粉样蛋白42和裂解酶1(Aβ42、BACE1)的影响。方法:将16只雄性SD大鼠随机分为安静注射组(C组)和运动注射组(T组),所有大鼠连续8周腹腔注射D-gal造阿尔茨海默病模型大鼠,同时,T组大鼠连续进行8周的游泳和跑台(均每周3次,交替进行)相结合的混合运动训练。运用WesternBlot法检测大鼠海马Aβ42蛋白表达量,运用RT-PCR法检测大鼠海马BACE1mRNA和IGF-1mRNA的表达量。结果:①与C组相比,T组大鼠海马内Aβ42蛋白表达量显著减少,具有极显著性差异(P<0.01);②C组比T组大鼠海马内BACE1mRNA表达量多,具有显著性差异(P<0.05);③与C组相比,T组大鼠海马内胰岛素源生长因子(IGF)-1mRNA表达增加,具有极显著性差异(P<0.01)。结论:游泳和跑步混合运动训练能延缓AD的发展进程,这可能与运动训练上调了AD大鼠海马内IGF-1mRNA表达有关。

β淀粉样前体蛋白裂解酶1在大鼠颈上神经节组织中的表达

目的 观察β淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)在大鼠颈上神经节的表达和定位,及慢性间歇性低氧(CIH)对BACE1表达水平的影响。方法 采用RT-PCR、Western blotting和免疫组织化学法检测颈上神经节BACE1的表达及分布。16只雄性SD大鼠随机分为对照(control)组和CIH组,每组8只,模型制作2周,RT-PCR检测CIH对BACE1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)mRNA水平的影响。结果 BACE1表达于大鼠颈上神经节,主要分布于卫星胶质细胞和神经纤维,而在血管、神经元和小强荧光(SIF)细胞不表达。CIH下调BACE1 mRNA水平,上调PGC-1αmRNA水平(P<0.01)。结论 BACE1定位于大鼠颈上神经节卫星胶质细胞和神经纤维;BACE1水平降低可能参与调节CIH诱导的颈上神经节突触的可塑性。

BACE1与β-淀粉样蛋白在快速老化大鼠脑组织中的表达及行为学相关性研究

目的观察快速老化大鼠脑组织BACE1(β-amyloid precursor protein cleavage enzyme 1)、Aβ表达,探讨BACE1、Aβ在老化中的作用机制。方法 24只Wistar大鼠随机分为假手术组、模型组;模型组采用连续6周颈后皮下注射D-半乳糖,分别选取造模4、6、8周作为观察点。行为学测试采用穿梭箱实验和Morris水迷宫实验检测,Western blotting和ELISA检测BACE1、ELISA检测Aβ大鼠脑组织中的表达水平。结果模型组BACE1、Aβ表达明显高于假手术组(P<0.01),但模型组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。BACE1和Aβ表达水平在时间上无相关性(P>0.05),BACE1和Aβ蛋白表达水平与认知功能损害程度呈正相关(P<0.05)。结论快速老化通过提高β-分泌酶活性促进Aβ产生和聚集,BACE1、Aβ参与衰老认知功能损害发生。

淫羊藿素通过抑制BACE1阻断APP-PS1-HEK293细胞中淀粉样蛋白生成

目的探讨淫羊藿素(ICT)通过抑制β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)对β-淀粉样蛋白(Aβ)生成的影响。方法使用APP-PS1-HEK293细胞,加入0.1～100μmol/LI CT进行干预。采用荧光共振能量转移技术(FRET)检测IC_(50);MTT及LDH检测细胞活力及毒性;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测Aβ_(1-40)浓度,免疫荧光法检测BACE1的表达;Western blot检测BACE1、早老素蛋白1(PS1)、解整合素金属蛋白酶10(ADAM10)和Aβ_(1-40)的表达。结果 ICT以浓度依赖性方式抑制BACE1的活性,IC_(50)为5.70±1.09μmol/L。当ICT浓度为(5～10μmol/L)时,APP-PS1-HEK293细胞的活力增加,LDH漏出率下降;与对照组相比,细胞内Aβ_(1-40)含量高于细胞外,ICT对两者均有降低作用;BACE1、PS1的蛋白表达显著降低,ADAM10表达升高。结论 ICT具有抗Aβ生成的作用,其机制可能与抑制BACE1有关。