唾液酸-甘露寡糖嵌段聚合物的合成、表征及应用

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阿尔茨海默病(AD),俗称老年性痴呆,是一种由多因素引起的神经系统退行性疾病。低聚甘露糖醛酸具有良好的抗氧化和抗炎活性,在治疗AD方面有重要应用。同时研究表明,唾液酸(SA)具有良好的免疫识别性,唾液酸复合物对AD的发生发展有重要影响。本文通过不同方法降解聚甘露糖醛酸(PM)制备低聚甘露糖醛酸(MOS),再通过将MOS末端进行活化,得到三种接枝唾液酸的甘露寡糖酸-唾液酸嵌段复合物(MOS-Sia),并研究其结构与功能关系,为AD防治药物开发提供理论基础与新的方法途径。主要研究如下:首先,研究MOS的制备工艺。采用氧化法和微波法对PM降解,通过单因素实验优化,使低聚甘露糖醛酸得率达到91.2%。通过对降解产物进行检测和表征,将微波降解法降解的低聚甘露糖醛酸大量制备并进行分离纯化,获得分子量小于3000 Da且不含单糖的MOS产物。其次,研究MOS-Sia合成途径。通过还原胺化反应,在MOS末端引入氨基,基于MOS-NH2,分别通过还原胺化反应以及经EDC活化后的SA进行偶联,获得了SA的还原胺化产物(MOS-Sia1)以及酰胺化产物(MOS-Sia2)。另外,通过将SA进行甲酯乙酰化,与巯基化的甘露糖醛酸发生硫醇缩合反应,生成硫醇缩合产物(MOS-Sia3)。通过对MOS-Sia进行质谱和红外分析,证明成功合成MOS-Sia。然后,研究MOS-Sia与β淀粉蛋白(Aβ42)的相互作用。通过圆二色谱(CD)及硫黄素T标记(Th T)分析,发现接枝产物添加会减少β结构的形成,MOS-Sia3结合Aβ42效果更明显,MOS-Sia3抑制了70%的荧光强度。进一步研究接枝物与添加金属离子后的相互作用。通过圆二色光谱、可溶性Aβ42含量测定、生物学显微镜观察等,发现MOS-Sia与Aβ42的相互作用具有特异性,可随着离子类型的不同而有所不同。复合物与Ca2+络合效果更好,同时减少Aβ42无规则形态形成的寡聚体,提高溶液中可溶性蛋白的含量。MOS-Sia在一定程度上抑制Aβ42沉积物形成并会使沉积物形成较小的颗粒,其中MOS-Sia3的效果优于其他两种产物。最后,研究MOS-Sia3对Aβ42诱导的BV-2细胞活性和形态影响。MTT细胞活性表明,在25~50μg/m L范围内,MOS-Sia3可以有效的抑制Aβ42刺激BV-2细胞产生的活化状态,使细胞保持正常的生理状态,同时还会促进细胞生长。高浓度MOS-Sia3同样有效抑制细胞形态改变的效果,但一定程度上会抑制BV-2细胞的增殖。ELISA结果表明,Aβ42活化诱导BV-2细胞会显著增加IL-1β、IL-6及TNF-α等炎症因子的表达量,而在低浓度范围内,MOS-Sia3同Aβ42结合效果明显,可以显著抑制这种增加趋势,减轻BV-2细胞的受损程度和炎性反应。而较高浓度时,抑制炎症因子释放效果不明显。由此,适宜浓度的MOS-Sia3可成为减少Aβ42引起的神经系统细胞损伤的有效手段。
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