CN111518793A - 年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用 - Google Patents

年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用 Download PDF

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Abstract

年轻人血源APPα‑分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,涉及人血液制品生物制药领域,正常年轻人的年龄>18岁、<35岁的血清、血浆淀粉样前体蛋白即amyloid precursor protein简称为APP特异性α‑分泌酶样活性组分即APP419Y™的分离、纯化和制备方法,以及在预防和治疗老年神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病即Alzheimer's Disease简称为AD和帕金森病即Parkinson's disease简称为PD的应用;本发明确认了αCBSF是特异性并剂量依赖性地对大脑型fAPP695蛋白的α‑分泌酶切,更重要显示αCBSF不会裂解前体促炎细胞因子,包括IL‑6、TNFα以及与肿瘤生长相关的前体因子,亦不会引起病理性炎症反应以及肿瘤的发生发展,最终证实了αCBSF通过多靶点分子生物学机制减轻和改善AD小鼠AD病理改变和行为障碍。

Description

年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用
【技术领域】
本发明涉及人血液制品生物制药领域,尤其是涉及年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用。
【背景技术】
公知的,阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)又称老年痴呆病,是一种中枢神经系统渐进性发展的退行性病变,主要表现为患者渐进性的记忆障碍、认知障碍、语言障碍、人格失控等行为症状,俗称“老小孩”、“活死人”,严重影响患者的生活与社交功能,严重影响患者及至亲的生活质量。AD的病因及发病机制尚未明了,特征性病理改变为β-淀粉样蛋白沉积形成的细胞外老年斑和tau蛋白过度磷酸化形成的神经细胞内神经原纤维缠结,以及小胶质细胞增生性神经炎和神经元丢失。
AD 的具体病因尚不清楚,较为公认的为AD患者中细胞外β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)大量沉积,形成细胞外淀粉样老年斑和细胞内tau 蛋白过度磷酸化,进而形成神经纤维缠结Neurofibrillary tangles, NFT),这些主要的病理改变目前仍然是AD神经病理学诊断的标准, 但相关的发病机制依然不清楚,针对AD 尚无有效的防治手段,Aβ可由细胞膜上I型跨膜淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)经β-分泌酶(BACE)和γ-分泌酶水解产生,Aβ过度产生后形成的细胞外淀粉样老年斑与NFT形成神经元细胞凋亡、炎症及氧化应激反应,进一步引起AD的发生,在正常条件下,90%的淀粉样前体蛋白被α-分泌酶水解,该酶在Aβ序列内进行切割,释放出可溶性APP (sAPPα, secretedAPP alpha)和α-C末端片段(α-CTF,alpha-C-terminal fragment)来避免了Aβ的过度产生,此外,产生的sAPPα可在大脑内发挥许多保护功能,包括神经元保护、神经突触生长及环鸟苷单磷酸酯(guanosine monophosphate, GMP)的激活, 已有研究表明过度APP β-分泌酶裂解导致患者大脑中sAPPα水平明显降低,并且伴随Aβ增多以及相关的病理改变,最终促进AD的发生发展, 因此,增强α-分泌酶活性,抑制APP的β-分泌酶的蛋白裂解 过程,减少Aβ的产生,从而进一步抑制老年斑的形成、tau过度磷酸化及神经炎症,可以作为预防和治疗AD的新策略。
目前,已知的候选α-分泌酶有:TACE (TNFα转化酶) 或ADAM9/10 [金属蛋白酶(adisintegrin and metalloproteinase,ADAM9/10)],尽管这些酶也具有APP 的α-酶切活性,但是同时它们也切割细胞炎症因子或趋化因子的前体蛋白,并引起炎症反应以及进一步引起肿瘤的发生和发展。因此,过度激活它们的活性作为治疗AD的策略,很可能带来严重的不良反应,因此,寻找以及激活APP特异性α-分泌酶作为治疗AD的新靶点是药物研发的重要方向,具有极高的临床应用价值。
【发明内容】
为了克服背景技术中的不足,本发明公开了年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,本发明通过对年轻人血清、血浆中部分纯化α-分泌酶,确认了αCBSF是特异性并剂量依赖性地对大脑型fAPP695蛋白的α-分泌酶切,αCBSF不会裂解前体促炎细胞因子,包括IL-6、TNFα以及与肿瘤生长相关的前体因子,不会引起病理性炎症反应以及肿瘤的发生发展,最终证实了αCBSF通过多靶点分子生物学机制减轻和改善AD小鼠AD病理改变和行为障碍。
年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,包括正常年轻人的年龄>18岁、<35岁的血清、血浆淀粉样前体蛋白即amyloid precursor protein简称为APP特异性α-分泌酶样活性组分即APP419Y™的分离、纯化和制备方法,以及在预防和治疗老年神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病即Alzheimer's Disease简称为AD和帕金森病即Parkinson'sdisease简称为PD的应用;
正常年轻人血清(young blood sera, YBS)可特异性地促进APP695(fAPP695)在α酶切位点的裂解,但不裂解前体促炎细胞与肿瘤生长前体因子,从YBS中分离纯化、鉴定了具有α-分泌酶活性组分(APP419Y™),并在分子、细胞以及动物水平证实了APP419Y™为APP特异性的α-分泌酶样活性蛋白,对AD模型小鼠的AD样病理损害和行为障碍均有改善作用。
进一步,YBS以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切;
进一步,YBS直接介导神经元特异性APP695的α-酶切;
进一步,使用Econo-Pack 10DG色谱柱(0.7-0.9 M NaCl)分离到具有APP特异性α-分泌酶裂解活性组分;
进一步,使用制备级Superdex 200色谱柱对蛋白质大小的进行排除;
进一步,应用离子交换色谱进一步分离到具有高活性的APP特异性α-分泌酶活性组分。
进一步,正常年轻人血清(YBS)以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切- 用0%-10%YBS、成人血清(ABS)或老年血清(AgBS, > 75岁)持续3-5小时,此外,10%热灭活的YBS,在0至5小时之间用5%-15%YBS、ABS或AgBS处理CHO/APPwt细胞3-5小时,收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA以及使用sAPPα特异性抗体(2B3)的sAPPα WB分析,用YBS在人类神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)、鼠神经母细胞瘤细胞(N2a)和过度表达人野生型APP的人类成纤维细胞中重复了以上结果。
进一步,YBS直接促进神经元特异性APP695的α-酶切- 在存在或不存在蛋白酶抑制剂混合物(PI,1 X),TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)或ADAM抑制剂 (GM6001,1 µM)的情况下,将标记有C端MYC/DDK的人类重组全长APP695(fAPP,OriGen,100 ng)与5%YBS,失活YBS、或AgBS一起孵育在37ºC下放置4-6 小时,使用sAPPα特异性抗体(2B3)对反应混合物进行sAPPαWB分析,使用6E10(抗Aβ1-17抗体)进行总APP分析,将100 ng fAPP与5%YBS孵育1-7和24小时,5%FBS或失活FBS放置15-24小时,然后分别使用2B3和6E10进行sAPPα和总APP WB分析,sAPP770是指YBS或AgBS的内源性α-分泌酶切产物,而sAPP695是指fAPP的α-分泌酶切产物。
进一步,分离到具有APP特异性α-分泌酶裂解活性的部分- 为了纯化并最终鉴定YBS中APP特异性α-分泌酶的活性,最初使用了Econo-Pack血清IgG纯化试剂盒(Bio-Rad),使用Econo-Pack 10DG色谱柱对YBS(4 mL)进行了脱盐处理,将脱盐的血清上样至DEAEAffi-Gel蓝柱,并根据说明洗脱IgG,然后,用0.1-2.0 M的NaCl缓冲液的离子强度梯度洗脱,再收集15-25个蛋白质馏分,在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用10 μL每种蛋白质组分处理1-3小时,然后收集条件培养基,并进行sAPPα WB和ELISA分析,分别在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下,加入10 μL YBS,脱盐YBS(dYBS)和磷酸盐缓冲盐水(PBS;Ctrl),还从每种经馏分处理的细胞培养物中制备细胞裂解物,作为评估sAPPα产生水平的其他参考,将CHO/APPwt细胞用来自10个不同CBS批次的0.6至1.0 M NaCl洗脱馏分处理1-3小时,并收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,此外,还对每个蛋白质组分进行了SDS PAGE分析,以评估总蛋白质组分。
进一步,制备级Superdex 200色谱柱对蛋白质大小的排除- 通过分析Superdex200柱,将0.8 M NaCl洗脱的YBS蛋白馏分进一步进行大小排除分析,将来自0.8 M NaCl洗脱馏分的约100 mg蛋白质上样至色谱柱,并用PBS洗脱48馏分,每馏分约0.5 mL,在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用40 μL每种蛋白质组分处理1-3小时,收集条件培养基,进行sAPPα WB和ELISA分析,以ng/mL sAPPα表示,同时,在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下分别包括0.8M NaCl洗脱馏分和PBS,洗脱溜分的蛋白质浓度,将CHO/APPwt细胞用由3个独立实验制备的馏分处理,然后收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.)sAPPα(ng/mg蛋白),0.8 M NaCl馏分作为阳性对照,此外,每一大小级分馏都经过SDS PAGE分析,以评估总蛋白分离。
进一步,通过离子交换色谱进一步分离 - 将具有最高APP α-分泌酶活性的分子大小馏分进一步进行离子交换色谱,将分子大小分馏中5-15 mg的蛋白质上样至色谱柱,并用0.5 mM NaCl洗脱82个馏分(约2.5 mL/馏分),CHO/APPwt细胞用40 μL的每一离子交换蛋白组馏分处理1-3小时,收集条件培养基和细胞裂解物,进行sAPPα WB和ELISA分析,此外,离子交换洗脱馏分(αCBSF)的SDS-PAGE显示存在多种蛋白质,将CHO/APPwt细胞用由3次独立实验制备的离子交换洗脱馏分(αCBSF)处理,然后收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.)sAPPα(ng/mg蛋白),结果表明,αCBSF中α-分泌酶活性与完整未经分离的YBS相比,αCBSF中α-分泌酶活性的纯化高120倍。
进一步,αCBSF(APP419Y™)直接促进神经元特异性APP695的α-酶切,但该活性不受ADAM或TACE的介导 - 将人重组全长APP695(fAPP695,OriGen,100 ng)与0、-0.5和1 µg/mL的αCBSF在37℃孵育1-3小时,使用2B3和完整APP对反应混合物进行sAPPα WB分析,使用pAPP751/770抗体(抗APP C端抗体对反应混合物进行α-CTF分析,将100 ng fAPP695与0.125 μg αCBSF孵育,在有或没有ADAM(GM6001,1 µM)或TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的情况下放置0.5-1.5 小时,然后使用2B3和pAPP751/770 进行sAPPα、完整APP和α-CTF WB分析,另外,通过特异性抗体针对Aβ17-26的WB进一步证实了APP的α-CTF,此外,将人重组全长APP751(OriGen)与αCBSF一起孵育产生相似的结果,通过TACE裂解活性试剂盒(AnaSpect,Fremont,CA)测量αCBSF的TNFα转化酶 (TACE或ADAM17)活性,包括在有或没有TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的TACE(25 μg/mL)分泌酶作为阳性对照,同时,通过ADAM10裂解活性试剂盒测定了αCBSF的ADAM10活性,将ADAM10(50μg/mL)分泌酶作为阳性对照,在有或没有ADAM抑制剂 (GM6001,1 μM) 情况下,测定了TACE和ADAM 10的切割活性0.5-1.5小时,并表示为相对荧光单位(RFU)。
进一步,αCBSF (APP419Y™) 介导体内的APP α-分泌酶裂解- 用αCBSF,AgBSF处理4个月大的3XTg-AD小鼠,实验组(0.5 μg/小鼠)或PBS对照(10 μL/小鼠)通过静脉内注射并在72小时后安乐死,从脑的右半部分(非注射侧)制备小鼠脑匀浆,然后进行WB分析以进行APP处理和tau磷酸化,使用Aβ1-17抗体(6E10)进行的WB分析显示总的APP和Aβ,使用sAPPα特异性抗体(2B3)或抗N端APP抗体(22C11)的WB分析分别显示了sAPPα或总APP,使用pAb751/770进行的WB分析显示全长APP(完整APP)和对应于β-CTF和α-CTF的两个谱带,用抗磷酸化-tau(Thr231)[p-tau(Thr231)] 抗体对三组小鼠的大脑切片进行染色,另外,百分比[p-tau(Thr231)阳性面积/总面积;对小鼠大脑皮层区域的抗磷酸化tau蛋白(Thr231)] 阳性的阳性细胞进行了定量图像分析(P <0.005),用PHF1抗体从免疫化学染色也获得了相似的结果,密度分析显示的是Aβ与β-肌动蛋白,sAPPα与总APP的比率以及β-CTF与β-肌动蛋白的比率(P <0.05),WB数据是代表每组五只雌性小鼠获得的结果。
由于采用了上述技术方案,本发明具有如下有益效果:本发明已显示年轻人血血清、血浆在体内体外系统中显著增强APPα-的切割和升高sAPPα水平,并且非依赖于TACE或ADAM9/10酶活性促进大脑型全长APP695的α-酶切,重要的是其发挥分子生物学功能与TACE和ADAM9/10有所不同,不会引起病理性炎症反应,本发明进一步显示从年轻人血清 (YBS)中部分纯化该α-分泌酶 (称αYBSF,a YBS-specific fraction with enhanced α-secretase activity),并确认了αCBSF是特异性并剂量依赖性地对大脑型fAPP695蛋白的α-分泌酶切,本发明更重要显示αCBSF不会裂解前体促炎细胞因子,包括IL-6、TNFα以及与肿瘤生长相关的前体因子,亦不会引起病理性炎症反应以及肿瘤的发生发展,最终证实了αCBSF通过多靶点分子生物学机制减轻和改善AD小鼠AD病理改变和行为障碍。
【具体实施方式】
通过下面的实施例子可以详细的解释本发明,公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施本发明所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,所述正常年轻人血清(YBS)以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切 - 用0%、0.25%、0.5%、1、5%和10%YBS、成人血清(ABS)或老年血清(AgBS, > 75岁)或用10%热灭活的YBS处理稳定表达野生型APP的CHO细胞(CHO/APPwt)4小时。收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA以及使用sAPPα特异性抗体(2B3)的sAPPα WB分析。 我们已经用YBS在人类神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)、鼠神经母细胞瘤细胞(N2a)和过度表达人野生型APP的人类成纤维细胞中重复了这些结果。
所述YBS直接介导神经元特异性APP695的α-切割 - 在存在或不存在蛋白酶抑制剂混合物(PI,1 X),TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)或ADAM抑制剂 (GM6001,1 µM)的情况下,将标记有C端MYC/DDK的人类重组全长APP695(fAPP,OriGen,100 ng)与5%YBS,失活YBS、或AgBS一起在37ºC孵育5 小时。使用sAPPα特异性抗体(2B3)对反应混合物进行sAPPαWB分析,使用6E10(抗Aβ1-17抗体)进行总APP分析。将100 ng fAPP与5%YBS孵育1、5和24小时,5%FBS或失活FBS孵育24小时,然后分别使用2B3和6E10进行sAPPα和总APP WB分析。 sAPP770是指YBS或AgBS的内源性α-分泌酶裂解产物,而sAPP695是指fAPP的α-分泌酶裂解产物。
所述分离到具有APP特异性α-分泌酶裂解活性的部分 - 为了纯化并最终鉴定YBS中APP特异性α-分泌酶的活性,最初使用了Econo-Pack血清IgG纯化试剂盒(Bio-Rad),使用Econo-Pack 10DG色谱柱对YBS(4 mL)进行脱盐处理,将脱盐的血清上样至DEAE Affi-Gel蓝柱,并根据说明洗脱IgG,然后,用0.1至2.0 M的NaCl缓冲液的离子强度梯度洗脱,再收集20个蛋白质馏分,在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用10 μL每种蛋白质组分处理2小时,然后收集条件培养基,并进行sAPPα WB和ELISA分析,分别在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下,加入10 μL YBS,脱盐YBS(dYBS)和磷酸盐缓冲盐水(PBS; Ctrl),还从每种经馏分处理的细胞培养物中制备细胞裂解物,作为评估sAPPα产生水平的参考,将CHO/APPwt细胞用来自10个不同CBS批次的0.6至1.0 M NaCl洗脱馏分处理2 小时,并收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,此外,还对每个蛋白质组分进行了SDS PAGE分析,以评估总蛋白质组分。
所述制备级Superdex 200色谱柱对蛋白质大小的排除 - 通过分析Superdex 200柱,将0.8 M NaCl洗脱的YBS蛋白馏分进一步进行大小排除分析,将来自0.8 M NaCl洗脱馏分的约100 mg蛋白质上样至色谱柱,并用PBS洗脱48馏分,每馏分约0.5 mL。在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用40 μL每种蛋白质组分处理2小时,收集条件培养基,进行sAPPα WB和ELISA分析,以ng/mL sAPPα表示,同时,在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下分别包括0.8M NaCl洗脱馏分和PBS。洗脱馏分的蛋白质浓度,将CHO/APPwt细胞用由3个独立实验制备的馏分处理,然后收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.)sAPPα(ng/mg蛋白)。0.8 M NaCl馏分作为阳性对照,此外,每一大小馏分过SDS PAGE分析,以评估总蛋白分离。
所述通过离子交换色谱进一步分离 - 将具有最高APP α-分泌酶活性的分子大小馏分进一步进行离子交换色谱,将分子大小分馏中约10 mg的蛋白质上样至色谱柱,并用0.5 mM NaCl洗脱82个馏分(约2.5 mL/馏分),CHO/APPwt细胞用40 μL的每一离子交换蛋白组馏分处理2小时,收集条件培养基和细胞裂解物,进行sAPPα WB和ELISA分析,此外,离子交换洗脱馏分(αCBSF)的SDS-PAGE显示存在多种蛋白质,将CHO/APPwt细胞用由3次独立实验制备的离子交换洗脱馏分(αCBSF)处理,然后收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.) sAPPα(ng/mg蛋白),结果表明,αCBSF中α-分泌酶活性与完整未经分离的YBS相比,αCBSF中α-分泌酶活性的纯化约高120倍。
所述αCBSF(APP419Y™)直接促进神经元特异性APP695的α-酶切,但该活性不受ADAM或TACE的介导 - 将人重组全长APP695(fAPP695,OriGen,100 ng)与0、0.125、0.25、0.5和1 µg/mL的αCBSF在37℃孵育2小时,使用2B3和完整APP对反应混合物进行sAPPα WB分析,使用pAPP751/770抗体(抗APP C端抗体)反应混合物进行α-CTF分析,将100 ng fAPP695与0.125 μg αCBSF孵育,在有或没有ADAM(GM6001,1 µM)或TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的情况下放置1 小时,然后使用2B3和pAPP751/770 进行sAPPα、完整APP和α-CTF WB分析,另外,通过特异性抗体针对Aβ17-26的WB进一步证实了APP的α-CTF,此外,将人重组全长APP751(OriGen)与αCBSF一起孵育产生相似的结果,通过TACE裂解活性试剂盒(AnaSpect,Fremont,CA)测量αCBSF的TNFα转化酶 (TACE或ADAM17)活性。包括在有或没有TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的TACE(25 μg/mL)分泌酶作为阳性对照,同时,通过ADAM10裂解活性试剂盒测定了αCBSF的ADAM10活性,将ADAM10(50μg/mL)分泌酶作为阳性对照,在有或没有ADAM抑制剂(GM6001,1 μM)的情况下,测定了TACE和ADAM 10的切割活性1小时,并表示为相对荧光单位(RFU)。
所述αCBSF (APP419Y™) 介导体内的APP α-分泌酶裂解 - 用αCBSF,AgBSF处理4个月大的3XTg-AD转基因模型小鼠。 实验组(0.5 μg/小鼠)或PBS对照(10 μL/小鼠)通过静脉内注射并在72小时后安乐死。右半脑制备小鼠脑匀浆,用WB方法分析APP酶切和tau磷酸化情况。使用Aβ1-17抗体(6E10)进行的WB分析总APP和Aβ水平。使用sAPPα特异性抗体(2B3)或抗N端APP抗体(22C11)的WB分析sAPPα或总APP。 使用pAb751/770进行WB分析全长APP(完整APP)和β-CTF及α-CTF的表达。 用抗磷酸化-tau(Thr231)[p-tau(Thr231)]抗体对三组小鼠的大脑切片进行染色。 分析[p-tau(Thr231)阳性面积/总面积百分比;对小鼠大脑皮层区域的抗磷酸化tau蛋白(Thr231)] 阳性的阳性细胞进行了定量图像分析(P <0.005)。用PHF1抗体从免疫化学染色也获得了相似的结果。 密度分析显示的是Aβ与β-肌动蛋白,sAPPα与总APP的比率以及β-CTF与β-肌动蛋白的比率(P <0.05),WB数据是代表每组五只雌性小鼠获得的结果。
本发明未详述部分为现有技术,尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,具体实现该技术方案方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,包括正常年轻人的年龄>18岁、<35岁的血清、血浆淀粉样前体蛋白即amyloid precursor protein简称为APP特异性α-分泌酶样活性组分即APP419Y™的分离、纯化和制备方法,以及在预防和治疗老年神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病即Alzheimer's Disease简称为AD和帕金森病即Parkinson'sdisease简称为PD的应用,正常年轻人血清(young blood sera, YBS)可特异性地促进APP695(fAPP695)在α酶切位点的裂解,但不裂解前体促炎细胞与肿瘤生长前体因子,从YBS中分离纯化、鉴定了具有α-分泌酶活性组分(APP419Y™),并在分子、细胞以及动物水平证实了APP419Y™为APP特异性的α-分泌酶样活性蛋白,对AD模型小鼠的AD样病理损害和行为障碍均有改善作用,具体步骤如下:
进一步,YBS以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切;
进一步,YBS直接介导神经元特异性APP695的α-酶切;
进一步,使用Econo-Pack 10DG色谱柱(0.7-0.9 M NaCl)分离到具有APP特异性α-分泌酶裂解活性组分;
进一步,使用制备级Superdex 200色谱柱对蛋白质大小的进行排除;
进一步,应用离子交换色谱进一步分离到具有高活性的APP特异性α-分泌酶活性组分。
2.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的正常年轻人血清(YBS)以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切- 用0%-10%YBS、成人血清(ABS)或老年血清(AgBS, > 75岁)持续3-5小时,此外,10%热灭活的YBS,在0至5小时之间用5%-15%YBS、ABS或AgBS处理CHO/APPwt细胞3-5小时,收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA以及使用sAPPα特异性抗体(2B3)的sAPPα WB分析,用YBS在人类神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)、鼠神经母细胞瘤细胞(N2a)和过度表达人野生型APP的人类成纤维细胞中重复了以上结果。
3.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的正常年轻人血清(YBS)直接促进神经元特异性APP695的α-酶切- 在存在或不存在蛋白酶抑制剂混合物(PI,1 X),TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)或ADAM抑制剂 (GM6001,1 µM)的情况下,将标记有C端MYC/DDK的人类重组全长APP695(fAPP,OriGen,100 ng)与5%YBS,失活YBS、或AgBS一起孵育在37ºC下放置4-6 小时,使用sAPPα特异性抗体(2B3)对反应混合物进行sAPPαWB分析,使用6E10(抗Aβ1-17抗体)进行总APP分析,将100 ng fAPP与5%YBS孵育1-7和24小时,5%FBS或失活FBS放置15-24小时,然后分别使用2B3和6E10进行sAPPα和总APP WB分析,sAPP770是指YBS或AgBS的内源性α-分泌酶切产物,而sAPP695是指fAPP的α-分泌酶切产物。
4.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的分离到具有APP特异性α-分泌酶裂解活性的部分- 为了纯化并最终鉴定YBS中APP特异性α-分泌酶的活性,最初使用了Econo-Pack血清IgG纯化试剂盒(Bio-Rad),使用Econo-Pack 10DG色谱柱对YBS(4 mL)进行了脱盐处理,将脱盐的血清上样至DEAE Affi-Gel蓝柱,并根据说明洗脱IgG,然后,用0.1-2.0 M的NaCl缓冲液的离子强度梯度洗脱,再收集15-25个蛋白质馏分,在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用10 μL每种蛋白质组分处理1-3小时,然后收集条件培养基,并进行sAPPα WB和ELISA分析,分别在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下,加入10 μL YBS,脱盐YBS(dYBS)和磷酸盐缓冲盐水(PBS;Ctrl),还从每种经馏分处理的细胞培养物中制备细胞裂解物,作为评估sAPPα产生水平的其他参考,将CHO/APPwt细胞用来自10个不同CBS批次的0.6至1.0 M NaCl洗脱馏分处理1-3小时,并收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,此外,还对每个蛋白质组分进行了SDS PAGE分析,以评估总蛋白质组分。
5.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的制备级Superdex 200色谱柱对蛋白质大小的排除- 通过分析Superdex 200柱,将0.8 M NaCl洗脱的YBS蛋白馏分进一步进行大小排除分析,将来自0.8 M NaCl洗脱馏分的约100 mg蛋白质上样至色谱柱,并用PBS洗脱48馏分,每馏分约0.5 mL,在24孔板(2x106/孔)中培养CHO/APPwt细胞,并用40 μL每种蛋白质组分处理1-3小时,收集条件培养基,进行sAPPα WB和ELISA分析,以ng/mL sAPPα表示,同时,在与阳性和阴性对照相同的细胞培养条件下分别包括0.8M NaCl洗脱馏分和PBS,洗脱溜分的蛋白质浓度,将CHO/APPwt细胞用由3个独立实验制备的馏分处理,然后收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.)sAPPα(ng/mg蛋白),0.8 M NaCl馏分作为阳性对照,此外,每一大小级分馏都经过SDS PAGE分析,以评估总蛋白分离。
6.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的通过离子交换色谱进一步分离 - 将具有最高APP α-分泌酶活性的分子大小馏分进一步进行离子交换色谱,将分子大小分馏中5-15 mg的蛋白质上样至色谱柱,并用0.5mM NaCl洗脱82个馏分(约2.5 mL/馏分),CHO/APPwt细胞用40 μL的每一离子交换蛋白组馏分处理1-3小时,收集条件培养基和细胞裂解物,进行sAPPα WB和ELISA分析,此外,离子交换洗脱馏分(αCBSF)的SDS-PAGE显示存在多种蛋白质,将CHO/APPwt细胞用由3次独立实验制备的离子交换洗脱馏分(αCBSF)处理,然后收集条件培养基并进行sAPPα ELISA,结果表示为平均值(±S.D.)sAPPα(ng/mg蛋白),结果表明,αCBSF中α-分泌酶活性与完整未经分离的YBS相比,αCBSF中α-分泌酶活性的纯化高120倍。
7.根据权利要求1所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的αCBSF(APP419Y™)直接促进神经元特异性APP695的α-酶切,但该活性不受ADAM或TACE的介导 - 将人重组全长APP695(fAPP695,OriGen,100 ng)与0、-0.5和1 µg/mL的αCBSF在37℃孵育1-3小时,使用2B3和完整APP对反应混合物进行sAPPα WB分析,使用pAPP751/770抗体(抗APP C端抗体对反应混合物进行α-CTF分析,将100 ng fAPP695与0.125 μg αCBSF孵育,在有或没有ADAM(GM6001,1 µM)或TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的情况下放置0.5-1.5 小时,然后使用2B3和pAPP751/770 进行sAPPα、完整APP和α-CTF WB分析,另外,通过特异性抗体针对Aβ17-26的WB进一步证实了APP的α-CTF,此外,将人重组全长APP751(OriGen)与αCBSF一起孵育产生相似的结果,通过TACE裂解活性试剂盒(AnaSpect,Fremont,CA)测量αCBSF的TNFα转化酶 (TACE或ADAM17)活性,包括在有或没有TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)的TACE(25 μg/mL)分泌酶作为阳性对照,同时,通过ADAM10裂解活性试剂盒测定了αCBSF的ADAM10活性,将ADAM10(50μg/mL)分泌酶作为阳性对照,在有或没有ADAM抑制剂 (GM6001,1 μM) 情况下,测定了TACE和ADAM 10的切割活性0.5-1.5小时,并表示为相对荧光单位(RFU)。
8.根据权利要求1或7所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的αCBSF (APP419Y™) 介导体内的APP α-分泌酶裂解- 用αCBSF,AgBSF处理4个月大的3XTg-AD小鼠,实验组(0.5 μg/小鼠)或PBS对照(10 μL/小鼠)通过静脉内注射并在72小时后安乐死,从脑的右半部分(非注射侧)制备小鼠脑匀浆,然后进行WB分析以进行APP处理和tau磷酸化,使用Aβ1-17抗体(6E10)进行的WB分析显示总的APP和Aβ,使用sAPPα特异性抗体(2B3)或抗N端APP抗体(22C11)的WB分析分别显示了sAPPα或总APP,使用pAb751/770进行的WB分析显示全长APP(完整APP)和对应于β-CTF和α-CTF的两个谱带,用抗磷酸化-tau(Thr231)[p-tau(Thr231)] 抗体对三组小鼠的大脑切片进行染色,另外,百分比 [p-tau(Thr231)阳性面积/总面积;对小鼠大脑皮层区域的抗磷酸化tau蛋白(Thr231)] 阳性的阳性细胞进行了定量图像分析(P <0.005),用PHF1抗体从免疫化学染色也获得了相似的结果,密度分析显示的是Aβ与β-肌动蛋白,sAPPα与总APP的比率以及β-CTF与β-肌动蛋白的比率(P <0.05),WB数据是代表每组五只雌性小鼠获得的结果。
9.根据权利要求1或2所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的正常年轻人血清(YBS)以时间、剂量和温度依赖性方式促进人野生型APP的 α-酶切 - 用0%、0.25%、0.5%、1、5%和10%YBS、成人血清(ABS)或老年血清(AgBS, > 75岁)或用10%热灭活的YBS处理稳定表达野生型APP的CHO细胞(CHO/APPwt)4小时,收集条件培养基,并进行sAPPα ELISA以及使用sAPPα特异性抗体(2B3)的sAPPα WB分析,用YBS在人类神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)、鼠神经母细胞瘤细胞(N2a)和过度表达人野生型APP的人类成纤维细胞中重复了这些结果。
10.根据权利要求1或3所述的年轻人血源APPα-分泌酶在阿尔茨海默病中的应用,其特征是:所述的正常年轻人血清(YBS)直接介导神经元特异性APP695的α-切割- 在存在或不存在蛋白酶抑制剂混合物(PI,1 X),TACE抑制剂(TAPI-0,1 µM)或ADAM抑制剂 (GM6001,1µM)的情况下,将标记有C端MYC/DDK的人类重组全长APP695(fAPP,OriGen,100 ng)与5%YBS,失活YBS、或AgBS一起在37ºC孵育5 小时,使用sAPPα特异性抗体(2B3)对反应混合物进行sAPPαWB分析,使用6E10(抗Aβ1-17抗体)进行总APP分析,将100 ng fAPP与5%YBS孵育1、5和24小时,5%FBS或失活FBS孵育24小时,然后分别使用2B3和6E10进行sAPPα和总APP WB分析,sAPP770是指YBS或AgBS的内源性α-分泌酶裂解产物,而sAPP695是指fAPP的α-分泌酶裂解产物。
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