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研究背景和目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是以进行性记忆减退、认知障碍、人格改变为主要临床表现的一种神经系统变性疾病,是临床最常见的老年痴呆类型。流行病学资料显示,在65岁以上老年人群中,AD发病率高达3-10%。大脑组织中广泛分布的老年斑(senile plaques,SP)和神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)是AD的主要病理学特征。尽管AD发病机制尚未完全阐明,但众多研究证据表明β-淀粉样蛋白(amyloid-beta protein,Aβ)在脑内聚集、纤维化、沉积、老年斑形成及其毒性作用是导致AD发病的重要病理学基础。因此,如何有效地防止和(或)减少Aβ在脑内的聚集和老年斑形成,是从根本上防治AD的重要策略之一。我们和他人的以往研究表明,载脂蛋白E(Apolipoprotein E,ApoE)是Aβ聚集、纤维化、沉积、老年斑形成等AD病理过程中的关键性“病理伴侣分子”(pathological chaperone),其羧基端可直接与可溶性Aβ结合,形成ApoE/Aβ复合物,促进了Aβ纤维化和老年斑形成等AD病理过程。本项研究旨在探讨Aβ20-29短肽在阻断ApoE/Aβ结合以及防止或减少Aβ聚集和纤维化及其神经毒性等方面的效应作用,为从根本上防治AD探索新的措施。方法: (1)实验一:应用荧光分析、透射电镜方法,观察Aβ20-29自身有无聚集作用,ApoE4、ApoE3对Aβ1-42纤维化的促进作用以及不同浓度的Aβ20-29对ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42纤维化的影响作用;应用培养的PC12细胞、MTT法,观察ApoE4、ApoE3对Aβ1-42神经毒性的促进作用以及不同浓度的Aβ20-29对ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42神经毒性的影响作用。(2)实验二:采用荧光分析、透射电镜方法,观察ApoE4、ApoE3对Aβ1-40纤维化的促进作用以及不同浓度的Aβ20-29对ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40纤维化的影响作用;应用培养的PC12细胞、MTT法,观察ApoE4、ApoE3对Aβ1-40神经毒性的促进作用以及不同浓度的Aβ20-29对ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40神经毒性的影响作用。结果:(1)Aβ20-29组荧光强度与Th-T荧光液底色相比,始终无明显变化(P > 0.05);Aβ1-42、Aβ1-40组与Aβ1-42+Aβ20-29组、Aβ1-40+Aβ20-29组比较,各时间点荧光强度值均无统计学差异(P > 0.05),表明Aβ20-29本身无聚集作用,且对Aβ1-42、Aβ1-40的聚集和纤维化无促进作用。(2)ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42以及ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40各组荧光强度值较Aβ1-42、Aβ1-40组分别显著增加(P < 0.05);将不同浓度的Aβ20-29 (10,50,100μmol/L)与ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42、ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40分别进行共孵育,各组荧光强度值均较ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42、ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40组显著降低(P < 0.05),且呈剂量依赖关系;表明ApoE4、ApoE3均能显著增加Aβ1-42、Aβ1-40的聚集和纤维化,而Aβ20-29能显著减少ApoE4、ApoE3增强Aβ1-42、Aβ1-40聚集和纤维化的作用。(3)透射电镜观察显示,上述各组孵育第3d时,Aβ20-29组无纤维性结构形成;ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42以及ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40各组较Aβ1-42、Aβ1-40组纤维性结构明显增多;在分别加入不同浓度Aβ20-29共孵育后,随Aβ20-29浓度增加,各纤维型Aβ显著减少。(4)Aβ20-29组(100μmol/L)细胞生长状态良好,较正常条件下培养的细胞无显著差异;Aβ1-42、Aβ1-40组出现形状不规则死亡细胞,ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42、ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40各组较Aβ1-42、Aβ1-40组死亡细胞数显著增多;在上述各组加入不同浓度的Aβ20-29 (1,5,10μmol/L),随Aβ20-29浓度增加,正常形态的细胞数量亦逐渐增多。(5)Aβ20-29组细胞活性与正常细胞无差异(P >0.05),Aβ1-42、Aβ1-40组细胞活性较Aβ20-29和正常对照组明显下降(P < 0.05),而ApoE4+Aβ1-42、ApoE3+Aβ1-42、ApoE4+Aβ1-40、ApoE3+Aβ1-40各组细胞活性下降较Aβ1-42、Aβ1-40组更为显著(P < 0.05);应用不同浓度的Aβ20-29(1,5,10μM)均可显著提高上述各组PC12细胞的活性(P <0.05),且呈剂量依赖关系。结论:(1)首次研究证明了Aβ20-29本身无聚集作用且对Aβ1-42、Aβ1-40聚集和纤维化过程无促进作用;(2)ApoE4、ApoE3对Aβ1-42、Aβ1-40聚集和纤维化过程及神经毒性具有明显促进作用;首次研究证明了Aβ20-29能够竞争性地与ApoE4、ApoE3结合,从而减少了ApoE4、ApoE3对纤维性Aβ形成的促进作用,且呈剂量依赖关系;(3)首次研究证明了Aβ20-29本身无神经毒性作用,且对ApoE4、ApoE3神经毒性无促进作用;Aβ20-29能够竞争性地与ApoE4、ApoE3结合,从而减少了ApoE4、ApoE3对Aβ1-42、Aβ1-40神经毒性的促进作用,且呈剂量依赖关系。