载脂蛋白E通过与Aβ相互作用参与阿尔茨海默病的病理过程研究进展
溶酶体,亚型,胶质,1ApoE的结构和生物化学特点,2ApoE对Aβ脑内细胞摄取的作用,3ApoE对Aβ聚集的作用,4ApoE对Aβ清除的作用,5Aβ对ApoE的影响,6总结与展望
杨博文,毛兴佳,马 腾,宋濬哲,李 凡,张 策阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的神经系统退行性疾病,以进行性认知功能障碍和行为损害为特征,它是老年期痴呆最常见的形式。老年斑和神经纤维缠结是AD标志性的病理改变。Aβ肽是老年斑与神经纤维缠结的主要成分,包含40个或42个氨基酸,由淀粉样前体蛋白(APP)经酶切形成。Aβ积累、聚集、沉积在脑实质内形成老年斑,同时在脑血管周边区造成淀粉样血管病(CAA),这可能是AD发病机制的中心环节[1]。除了Aβ的沉积,可溶性Aβ寡聚物通过破坏突触功能和激活下游毒性通路而损伤突触,最终导致神经退行性病变和认知障碍[2]。
无论早发型家族性阿尔茨海默病(FAD),还是迟发型阿尔茨海默病(LOAD),均与遗传因素有关。根据双生子研究的结果,预测得出LOAD的遗传可能性高达80%[3]。人类ApoE具有三种主要的亚型:ApoE2、ApoE3、ApoE4,不同的亚型具有不同的生物学作用,在编码ApoE的基因中,ApoE4是LOAD最重要的易感基因[4],而ApoE2等位基因则对AD发病具有保护作用[5]。虽然利用全基因组相关研究(GWAS)明确了其他的LOAD遗传基因位点,但它们增加AD患病风险的作用比ApoE弱很多[6]。虽然大量研究包括体内和体外实验已经证实了ApoE4增加AD患病风险的途径,但仍无法理解其确切的机制,且现有的解释还存在争议。
本研究着重讨论ApoE亚型如何以不同的方式调节AD的发病过程,特别是由Aβ介导的途径,阐述ApoE的结构及其生物化学的特点,ApoE对脑内细胞摄取Aβ的作用,ApoE在Aβ聚集和清除过程中发挥的作用。Aβ也会对ApoE产生作用,即Aβ与ApoE之间可能存在相互作用。
1 ApoE的结构和生物化学特点
1.1 ApoE的结构特点 人类ApoE蛋白是由299个氨基酸组成的载脂蛋白,它具有两个结构域即N-末端结构域和C-末端结构域,分别包含受体结合区和脂质结合区[7]。人类ApoE基因位于19q13,编码着三种主要的ApoE亚型:ApoE2,ApoE3,ApoE4。三种ApoE亚型的区别仅在于112位和158位上的氨基酸残基不同:ApoE2(Cys112,Cys158)、ApoE3(Cys112,Arg158)、ApoE4(Arg112,Arg158)[8],这种区别在分子和细胞水平决定了ApoE的结构和功能,同时也改变了与AD相关的病理作用。ApoE2与ApoE3倾向于和高密度脂蛋白(HDL)结合,而ApoE4与低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)的亲和力更高[9-10] ......
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