用MALDI成像質(zhì)譜法觀察β-淀粉樣肽類在阿爾茨海默病腦中的差異性沉積

腦中β-淀粉樣蛋白(amyloid β, Aβ)沉積是阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)早期并貫穿始終的一個(gè)特征。在發(fā)病前，老年斑(senile plaques, SP)中可檢測(cè)到不溶性Aβ的沉積。此外，Aβ也沉積在腦毛細(xì)血管和動(dòng)脈壁中并引起腦淀粉樣血管病(cerebral amyloid angiopathy, CAA)。Aβ肽包含大約40個(gè)氨基酸，并由淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein, APP)通過(guò)β-和γ-分泌酶(secretase)產(chǎn)生。雖然Aβ1-42在SP中占優(yōu)勢(shì)，但其它Aβ變體(包括N末端或C末端截短或修飾的Aβ)也存在于AD腦中。單個(gè)Aβ肽在老年人以及AD和CAA患者腦中的分布目前尚未完全清楚。Kakuda等采用基質(zhì)輔助激光解吸/電離成像質(zhì)譜法(matrix-assisted laser desorption/ionization-imaging mass spectrometry, MALDI-IMS)檢測(cè)一系列Aβ肽類在尸檢人腦中的空間分布。通過(guò)一些技術(shù)上的改進(jìn)(比如對(duì)冰凍尸檢腦標(biāo)本進(jìn)行甲酸預(yù)處理)，他們獲得如下結(jié)果：(1)發(fā)現(xiàn)Aβ1-42和Aβ1-43選擇性沉積于SP中，全長(zhǎng)的Aβ肽(比如Aβ1-36、1-37、1-38、1-39、1-40和Aβ1-41)則沉積于軟腦膜血管中；(2)首次采用IMS見(jiàn)到N末端截短的Aβ40和Aβ42(包括第3位谷氨酸被焦谷氨酸修飾)的差異性沉積；(3)Aβ1-42和Aβ1-41之間僅C末端單一氨基酸的改變即可導(dǎo)致它們分布方式的巨大差異，這或許是由于Aβ1-40、Aβ1-41和Aβ1-42之間在體外自聚集能力的差異。這些結(jié)果經(jīng)過(guò)了免疫組織化學(xué)(immunohistochemistry, IHC; 使用新研制的抗Aβ1-41抗體)的進(jìn)一步驗(yàn)證。他們用MALDI-IMS觀察到，Aβ肽類截短或修飾的C末端和N末端片段在AD和CAA患者腦中的差異性分布呈現(xiàn)時(shí)空特異性。特別的是，MALDI-IMS和IHC均檢測(cè)到Aβ1-41，表明Aβ的C末端單獨(dú)一個(gè)氨基酸改變即可導(dǎo)致顯著的分布變化。上述結(jié)果表明，結(jié)合臨床、遺傳和病理學(xué)觀察，MALDI-IMS可以作為深入了解AD和CAA病理機(jī)制的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。