乳源PRP應用於阿茲海默症的預防

Application of milk-derived proline-rich peptides in the prevention of Alzheimer’s disease

吳輔祐、李意娟、楊瀅臻、郭村勇

國立宜蘭大學 生物技術與動物科學系

  Amyloid beta (Aβ)是位於細胞膜上的前趨蛋白APP經β-和γ-secretase 分切下來,含40或42胺基酸的疏水性胜肽。腦中Aβ過多會聚成寡體,毒害神經細胞,造成Tau蛋白過度磷酸化而聚集成神經纖維纏結(neurofibrillar tangle);或進而聚成斑塊(senile plaque),阻礙突觸延伸與細胞生長空間。基因變異製造過多Aβ為早發型阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)的病因。

  腦中Aβ能經血腦屏障(blood brain barrier, BBB)上的LRP-1(LDL receptor related protein-1)排至週邊血液,或經由血管週圍間隙排至腦脊液。週邊血液的Aβ及AGE能與BBB上的RAGE(receptor for Advanced glycation end-products)結合,不只進入腦部增加Aβ濃度;也引起BBB氧化發炎傷害,傷及pericyte而減少腦血流,阻礙腦內Aβ的排出,進而造成腦澱粉樣血管病變(cerebral amyloid angiopathy, CAA),是為遲發型AD的主要病因。許多研究致力於防止週邊血液的Aβ與RAGE結合進入腦部,如臨床實驗中的Aβ單源抗體或Aβ免疫、LRP-1與Aβ結合部位的合成胜肽等。

  Proline-rich peptides(PRP)的二級結構主要為polyproline II helix,為伸展型的left hand helix,與其他分子的接觸面積較多。另外,proline的α-NH2與自身的 δ-C形成共價鍵,無法如同α螺旋形成分子內氫鍵,而游離出來的 -C=O則能夠去與其它分子形成氫鍵。再者PRP呈三角錐型,Pro-X-X-Pro/Pro-X-X-X-Pro序列的Pro位於同一平面。而Pro為疏水性,如果PRP序列再多些疏水性胺基酸,則易與其他蛋白質進行非特異性的疏水性結合。RAGE的胺基酸序列亦含有Pro-X-X-Pro/Pro-X-X-X-Pro,可能因而易與Aβ及多種蛋白質呈疏水性結合。

  分析乳中各種蛋白質的胺基酸序列,發現β酪蛋白含有高量的Pro-X-X-Pro/Pro-X-X-X-Pro序列。我們合成多條胜肽,製造單源抗體,並利用間接dot blot法篩選能與Aβ及RAGE結合,並抑制RAGE與Aβ結合的胜肽。該些胜肽的單源抗體與resin結合製成親和性管柱。另外,選擇含β酪蛋白較多的羊乳,經酵素分解及5 KDCO掃流式膜過濾,再以上述親和性管柱分離出具有功能的PRP。此PRP能經由舌下或腸吸收進入血液,與Aβ或RAGE結合,減少Aβ進入腦部。

  多種因素影響腦內Aβ的濃度及危害BBB,因此預防AD應有聯合防禦的觀念。除了防止週邊血液的Aβ進入腦部,也應促進腦血流以排出Aβ,減少高血糖的AGE,避免氧化發炎傷害,以及增加腦本等多管齊下。而Aβ在臨床失智症狀前約17年開始聚集,一旦突觸委縮,該點資訊即喪失,所以50歲就應致力於預防AD。

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