알츠하이머 병 : 합성 단백질이 독성 베타-아밀로이드를 차단합니다
알츠하이머 병은 베타-아밀로이드 단백질의 독성 클러스터가 뇌 세포에 모이는 끊임없는 질병입니다. 이제 과학자들은 초기 및 가장 유해한 단계에서 베타-아밀로이드를 차단할 수있는 합성 펩타이드 또는 작은 단백질을 설계했습니다.
23 개의 아미노산 만있는 합성 펩타이드는 알파 시트라는 구조로 접 힙니다. 시트는 초기 단계의 작은 베타 아밀로이드 덩어리에 결합하여 더 큰 덩어리를 형성하는 것을 막습니다.
시애틀에있는 워싱턴 대학 (UW)과 미국의 다른 연구 센터의 팀이 합성 펩타이드를 설계 및 생산했으며 세포와 동물에서도 테스트했습니다.
테스트 결과 펩티드의 알파 시트가 배양 된 인간 뇌 세포에서 베타-아밀로이드의 독성 영향을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이 시트는 또한 알츠하이머 병 동물 모델에서 초기 형태의 베타-아밀로이드를 차단했습니다.
그만큼 국립 과학 아카데미의 회보 곧 연구에 대한 논문을 소개합니다.
연구자들은이 발견이 초기 형태의 독성 베타-아밀로이드를 제거하는 치료법으로 이어질 수 있다고 말합니다. 그들은 또한 증상이 나타나기 전에 알츠하이머 병을 진단하기위한 테스트의 기초로 펩티드를 사용할 가능성을보고 있습니다.
베타-아밀로이드의 형태
독성 베타-아밀로이드는 알츠하이머 병의 두드러진 특징입니다. 그러나 모든 형태의 베타-아밀로이드가 독성이있는 것은 아닙니다. 뇌 세포 또는 뉴런은 단백질을 단량체라고하는 단순한 형태로 만듭니다. 모노머 형태의 베타-아밀로이드는 뇌 세포에서 필수적인 역할을 수행합니다.
그러나 알츠하이머 병 환자의 경우 베타-아밀로이드 단량체는 최대 12 개의 단량체를 포함 할 수있는 올리고머로 클러스터됩니다.
단백질 침전물의 형성은 단백질이 기능을 수행하는 데 필요한 모양으로 제대로 접히지 않는 질병의 전형적인 특징입니다.
알츠하이머 병에서 올리고머는 계속해서 더 긴 모양으로 성장한 다음 결국 훨씬 더 큰 침전물 또는 플라크를 형성합니다.
처음에 과학자들은 플라크가 기억력 상실과 사고 능력 상실과 같은 알츠하이머 병의 증상을 유발하는 가장 독성이있는 베타-아밀로이드 형태라고 생각했습니다.
그러나 증가하는 증거로 인해 점점 더 많은 전문가들이 베타-아밀로이드의 초기 올리고머 단계가 뇌 세포에 가장 독성이있을 것이라고 제안하고 있습니다.
합성 펩티드는 올리고머를 표적으로합니다
연구진은 올리고머 형성 단계에있는 동안 베타-아밀로이드를 표적으로 삼는 합성 펩타이드 알파 시트를 설계했습니다.
UW의 생명 공학 교수 인 해당 연구 저자 Valerie Daggett는“이는 독성 올리고머에 의해 형성된 β- 아밀로이드의 특정 구조를 표적으로하는 것”이라고 말합니다.
이 연구는 베타-아밀로이드 구조가 독성 형태를 취하고 "생물학적 활성 단량체는 그대로 유지하면서"구조를 "보완"하는 합성 펩타이드 알파 시트를 고안 할 수 있음을 보여줍니다.
세포에서 단백질을 만드는 과정은 결국 다양한 3D 모양의 분자를 생성합니다. 첫 번째 단계는 긴 사슬을 몇 가지 기본 모양 중 하나로 접는 것입니다.
Daggett 교수 팀은 컴퓨터에서 단백질 생산을 시뮬레이션 한 초기 작업에서 이러한 기본 형태 인 알파 시트를 발견했습니다.
최근 연구에 따르면 베타 아밀로이드 올리고머는 더 긴 덩어리와 플라크를 형성하기 때문에 알파 시트 모양을 채택합니다.
또한 합성 펩타이드 알파 시트가 베타-아밀로이드 올리고머 알파 시트에만 결합하고 이것이 독성을 중화 시킨다는 것을 보여줍니다.
베타-아밀로이드 올리고머의 큰 하락
연구팀은 기존의 최신 분광기를 사용하여 베타-아밀로이드가 단량체에서 올리고머, 배양 된 인간 뇌 세포의 플라크로 어떻게 진행되는지 관찰했습니다.
그들은 또한 올리고머가 플라크보다 뇌 세포에 더 해롭다는 것을 확인했습니다. 이 발견은 알츠하이머 병이없는 사람들의 뇌에서 베타-아밀로이드 플라크를 발견 한 연구를 뒷받침합니다.
연구팀은 알츠하이머 병 마우스 모델의 뇌 조직 샘플을 합성 펩타이드 알파 시트로 처리하면 베타 아밀로이드 올리고머가 82 % 감소한 것으로 나타났습니다.
또한 생쥐를 합성 펩타이드 알파 시트로 처리하면 베타 아밀로이드 올리고머 수준이 24 시간 내에 40 % 감소했습니다.
팀은 또한 알츠하이머 병의 또 다른 일반적인 모델 인 웜에 대한 실험을 수행했습니다. Caenorhabditis elegans. 이들은 합성 펩타이드의 알파 시트를 사용한 치료가 베타-아밀로이드로 인한 마비를 지연시킬 수 있음을 보여주었습니다.
치료를받은 벌레는 또한 베타-아밀로이드를 생성하는 박테리아를 먹일 때 발생하는 장 손상이 적습니다.
마지막으로, 연구원들은 합성 펩타이드의 알파 시트를 사용하여 베타-아밀로이드 올리고머의 수준을 테스트 할 수 있음을 보여주었습니다.
Daggett 교수와 그녀의 팀은 베타-아밀로이드 올리고머를 더욱 효과적으로 중화시킬 수있는 합성 펩타이드 알파 시트의 새로운 버전을 이미 실험하고 있습니다.
"[베타-아밀로이드]는 확실히 알츠하이머 병에서 주도적 인 역할을하지만, 역사적으로 플라크에 대한 관심이 있었지만 점점 더 많은 연구에 따르면 아밀로이드 베타 올리고머가 뉴런을 방해하는 독성 물질이라는 사실이 밝혀졌습니다."
Valerie Daggett 교수
