Aβ寡聚體與阿爾茨海默病*

劉志安，林燕玲，韓愛(ài)東

廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 廈門 361100

阿爾茨海默?。ˋD，Alzheimer's disease）是一種神經(jīng)退行性疾病，也被稱為老年性癡呆（dementia），主要發(fā)生在60 歲以上的老年人。根據(jù)2019年世界老年癡呆癥報(bào)告，目前全世界癡呆癥患者數(shù)超過(guò)5 000萬(wàn)，預(yù)計(jì)到2050年，這一數(shù)字將達(dá)到1.52 億［1］。因此老年癡呆癥是這個(gè)世紀(jì)人類正面臨的一個(gè)重大健康問(wèn)題，但目前卻沒(méi)有有效的治療方法和藥物。

AD 患者早期表現(xiàn)出記憶缺失、思維能力下降、語(yǔ)言表達(dá)和身體移動(dòng)能力受阻等特點(diǎn)，并伴有失眠、抑郁和消瘦等多種癥狀。其主要的病理特征是AD患者的大腦產(chǎn)生由β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積形成的淀粉樣斑塊（amyloid plaques）和由過(guò)度磷酸化的微管相關(guān)蛋白tau 聚集形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)（NFT，neurofibrillary tangles）。AD 的兩個(gè)主要生物標(biāo)志物Aβ 和tau 之間存在密切的關(guān)系。一般認(rèn)為Aβ 位于tau 的上游，Aβ 通過(guò)改變蛋白激酶和磷酸酶之間的平衡，進(jìn)而影響tau 的磷酸化狀態(tài)［2］，但人們對(duì)它們之間相互作用的認(rèn)識(shí)還比較缺乏。此外，Aβ還能夠促進(jìn)tau在細(xì)胞之間的擴(kuò)散和吸收［3］，從而加速AD 病理的進(jìn)展。Aβ 的疏水特性使其容易發(fā)生自聚集，形成Aβ 寡聚體（AβO，Aβ oligomer）。Aβ寡聚體會(huì)破壞突觸功能并導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡，最終影響AD 患者的記憶和認(rèn)知功能。此外，Aβ 寡聚體的生成和神經(jīng)元損傷的病理過(guò)程可能早在臨床癥狀出現(xiàn)的幾十年前就已經(jīng)發(fā)生［4］。雖然針對(duì)Aβ 寡聚體的靶向治療策略是一種非常有前景的方法，但目前尚無(wú)有效的靶向藥物。因此深入研究Aβ 寡聚體的性質(zhì)及其作用機(jī)制，特別是結(jié)構(gòu)與毒性關(guān)系，對(duì)于AD 的診斷以及開(kāi)發(fā)新型的治療方法至關(guān)重要。

1 APP的結(jié)構(gòu)與功能

人類淀粉樣前體蛋白（APP，amyloid precursor protein）基因位于21號(hào)染色體長(zhǎng)臂，包含18個(gè)外顯子［5］。經(jīng)轉(zhuǎn)錄后剪接可產(chǎn)生8種APP亞型，其中最常見(jiàn)的3 種亞型包括主要在神經(jīng)元中表達(dá)的APP695 亞型（含有695 個(gè)氨基酸殘基），以及較多在膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)的APP751和APP770亞型［6-7］。

APP 蛋白是一種Ⅰ型跨膜蛋白，主要含有胞外結(jié)構(gòu)域（E1 和E2），跨膜結(jié)構(gòu)域（TM，transmembrane domain），以及APP 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（AICD，APP intracellular domain）（圖1）。兩個(gè)相鄰的APP 能夠形成同源或異源二聚體，還可以交聯(lián)某些酸性多聚物，如肝素黏多糖硫酸酯［8-9］。E1可以進(jìn)一步分為類生長(zhǎng)因子和銅離子結(jié)合結(jié)構(gòu)域，或者Kunitz類蛋白酶抑制子結(jié)構(gòu)域。E1 結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)APP 形成二聚體，充當(dāng)神經(jīng)元黏附分子連接突觸前后的神經(jīng)元。E2 也叫作APP 中心結(jié)構(gòu)域（CAPPD，central APP domain），它也能夠介導(dǎo)APP 二聚體的形成。E2 含有一個(gè)典型的五肽序列RERMS，具有促進(jìn)成纖維細(xì)胞和神經(jīng)元生長(zhǎng)的功能［10］。AICD大約由47 個(gè)氨基酸殘基組成，其尾部存在保守的YENPTY 基序，是許多酪氨酸激酶以及銜接蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，具有蛋白分選以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能［11-12］。

2 APP的水解與Aβ的產(chǎn)生

β-淀粉樣蛋白（Aβ）是長(zhǎng)度為39～43個(gè)氨基酸的肽段，是由APP 經(jīng)過(guò)蛋白酶裂解而產(chǎn)生的［13］。Aβ序列包含3 個(gè)GXXXG 重復(fù)基序，其前端在APP 跨膜結(jié)構(gòu)域的胞外近膜區(qū)，另外一半序列位于TM 結(jié)構(gòu)域內(nèi)（圖1）。這個(gè)重復(fù)基序中保守的甘氨酸突變?yōu)榱涟彼釙?huì)顯著影響APP 的加工以及Aβ 的產(chǎn)生［14］。

APP 的蛋白酶裂解可以分為2 個(gè)途徑，即淀粉樣蛋白加工途徑和非淀粉樣蛋白加工途徑（圖1）。淀粉樣蛋白加工途徑一般發(fā)生于內(nèi)體（endosome）和溶酶體（lysosome），因?yàn)閮?nèi)體和溶酶體的酸性環(huán)境對(duì)于β-分泌酶的活性非常重要［15］。首先，位于質(zhì)膜上的APP通過(guò)內(nèi)吞（endocytosis）進(jìn)入網(wǎng)格蛋白包被的囊泡中，隨后與內(nèi)體融合［16］。接下來(lái)，內(nèi)體膜上的β-分泌酶切割A(yù)PP 產(chǎn)生兩個(gè)片段：可溶性APP 片段β（sAPPβ，soluble peptide APP β）和長(zhǎng)度為99 個(gè)氨基酸的C 末端片段（CTFβ，C-terminal fragment β）。最后，γ-分泌酶（γ-secretase）切割CTFβ 形成Aβ 單體和AICD［16］。Aβ 單體可以通過(guò)外泌體（exosome）釋放到胞外［17］。γ-分泌酶能夠切割出長(zhǎng)度不同的Aβ 肽，例如Aβ（1～37）、（1～38）、（1～39）、（1～40）、（1～42）和（1～43）等［18］。Aβ（1～42）和Aβ（1～40）是大腦中兩種主要的Aβ 類型，其中Aβ（1～42）是引起淀粉樣斑塊形成和AD 發(fā)病的關(guān)鍵Aβ類型［19］。

圖1 APP結(jié)構(gòu)域示意圖和Aβ的形成過(guò)程Fig.1 Schematic diagram of APP structure and the formation process of Aβ

APP 還可以通過(guò)非淀粉樣蛋白途徑進(jìn)行加工（圖1）。首先，位于質(zhì)膜的APP 被α-分泌酶（αsecretase）切割，經(jīng)切割后釋放出可溶性APP 片段α（sAPPα，soluble peptide APP α）和含83 個(gè)氨基酸的羧基末端片段（CTFα，C-terminal fragment α）。其中，所釋放的sAPPα 是一種神經(jīng)保護(hù)物質(zhì)，能夠減輕神經(jīng)毒性物質(zhì)的有害作用，保護(hù)神經(jīng)元，并在神經(jīng)元可塑性中起重要的作用［20］。而CTFα被γ-分泌酶進(jìn)一步加工，生成2 個(gè)小片段：p3 和AICD。p3 釋放到胞外，AICD 則滯留在胞內(nèi)［21］。APP 到底是通過(guò)哪種途徑進(jìn)行加工很大程度上取決于APP與各種分泌酶的共定位情況［22］。

蛋白質(zhì)的翻譯后修飾會(huì)影響Aβ 的生成、種類和定位，最終影響到AD 的發(fā)展。Aβ 的糖基化發(fā)生在AD 早期，雖然糖基化會(huì)加速Aβ 的聚集與原纖維的形成速度，但是由于糖基化后形成的原纖維沒(méi)有細(xì)胞毒性，因此Aβ 的糖基化反而是起著降低其毒性的作用［23-24］。此外，Aβ 的C 端Met35 還可以發(fā)生氧化，導(dǎo)致其可溶性增加并降低聚集傾向［25］。Aβ 還可以發(fā)生異天冬氨酸和焦谷氨酸化，這兩種修飾在AD 病人的大腦中樞組織中明顯升高，并在病人的血管壁和其內(nèi)部的神經(jīng)元細(xì)胞中發(fā)生沉積，從而加速了衰老的發(fā)生以及AD 的發(fā)展［26］。此外，最常見(jiàn)的磷酸化、乙?；鹊鞍踪|(zhì)翻譯后修飾，都在不同層次地影響著Aβ 和tau 蛋白。這些復(fù)雜的修飾涉及很多修飾酶和相關(guān)蛋白，其中一些關(guān)鍵蛋白是目前AD 治療藥物開(kāi)發(fā)的熱門靶點(diǎn)［27-28］。

3 從“淀粉樣級(jí)聯(lián)假說(shuō)”到“Aβ寡聚體假說(shuō)”

Aβ 單體容易發(fā)生聚集，產(chǎn)生各種類型的組裝體，包括Aβ 寡聚體（AβO，Aβ oligomer）、Aβ 原纖維（Aβ protofibril）和淀粉樣纖維（amyloid fibril）。AβO 是可溶性的，能夠擴(kuò)散到整個(gè)大腦。而淀粉樣纖維的相對(duì)分子質(zhì)量較大且不可溶，并聚集成淀粉樣斑塊（Aβ plaques），Aβ原纖維是淀粉樣纖維的中間態(tài)［29］。在30年前，Hardy等［30］提出了具有深刻影響力的“淀粉樣級(jí)聯(lián)假說(shuō)”。該假說(shuō)指出由Aβ 沉積形成的淀粉樣斑塊會(huì)引起神經(jīng)元死亡，并最終導(dǎo)致癡呆的發(fā)生。然而之后的許多研究，通過(guò)對(duì)AD 病人的大腦分析，發(fā)現(xiàn)了淀粉樣斑塊沉積和突觸損失之間并沒(méi)有直接的相關(guān)性［31-32］。此外，在AD 轉(zhuǎn)基因小鼠大腦中檢測(cè)出斑塊沉積之前，這些小鼠就已經(jīng)表現(xiàn)出了認(rèn)知缺陷和記憶障礙［33-35］。直到1998年，Lambert等［36］證明Aβ能夠自發(fā)形成小的可溶性寡聚體，稱之為Aβ 衍生的擴(kuò)散配體（ADDL，Aβ-derived diffusible ligands），而這種ADDL在沒(méi)有淀粉樣纖維或更大聚集體的情況下就具有神經(jīng)毒性。隨后越來(lái)越多的研究表明AβO 在AD 患者的腦提取物中有顯著升高［37-39］，并且可以直接使用抗AβO 的敏感性抗體檢測(cè)到［40］。同時(shí)AβO 特異性抗體可以有效地抑制它們的神經(jīng)毒性［41］。不久，“淀粉樣級(jí)聯(lián)假說(shuō)”逐漸被“Aβ 寡聚體假說(shuō)”取代［42-43］，假說(shuō)的內(nèi)容修改為可溶性AβO 作為神經(jīng)毒素，并非AD 患者后期形成的不溶性纖維或斑塊，誘發(fā)突觸損傷和記憶衰退。因此可溶性AβO 是神經(jīng)毒素的發(fā)現(xiàn)極大地改變了人們對(duì)AD發(fā)病機(jī)制的理解。

4 AβO的分類

通過(guò)尺寸排阻色譜法（SEC，size-exclusion chromatography）［44］以及凝膠電泳等方法，人們以相對(duì)分子質(zhì)量50 000 為界，可以將AβO 分為高相對(duì)分子質(zhì)量（HMW，high molecular weight）和低相對(duì)分子質(zhì)量（LMW，low molecular weight）兩大類［45］。LMW 的AβO 包括二聚體、三聚體等，而HMW 的AβO 包括一種廣泛報(bào)道的可溶性十二聚體Aβ*56［46］和環(huán)狀前原纖維（APF，annular protofibrils）等［47］。除了根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量分類之外，Glabe等［48］利用構(gòu)象依賴性抗體也可以將這些AβO 分為兩大類，即纖維途徑AβO（on-pathway AβO）和非纖維途徑AβO（off-pathway AβO）。纖維途徑AβO 是能夠形成Aβ 原纖維的寡聚體，而非纖維途徑AβO則是不能形成原纖維的寡聚體，因此可以看出Glabe的分類基礎(chǔ)是AβO 的組裝途徑及其與淀粉樣斑塊的關(guān)系。

哪些可溶性AβO 才是真正的神經(jīng)毒素？纖維途徑AβO和非纖維途徑AβO是否均具有神經(jīng)毒性，其毒性大小是否相同？而AβO 的毒性又與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此AβO 結(jié)構(gòu)與毒性關(guān)系的研究也成為了當(dāng)研究的熱門［49-51］。然而AβO 結(jié)構(gòu)分析受到其自身亞穩(wěn)態(tài)和異質(zhì)性的阻礙［44］。因此不確定這些AβO是否與AD致病相關(guān)，還是在實(shí)驗(yàn)條件下誘發(fā)的產(chǎn)物［51］。缺乏對(duì)毒性Aβ寡聚體的共同、一致的實(shí)驗(yàn)描述，使得不同研究小組之間無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和直接比較［51］?？梢钥隙ǖ氖?，不同種類的可溶性AβO 似乎具有類似的結(jié)構(gòu)，并且可以穿過(guò)細(xì)胞膜的磷脂雙分子層，這也是可能的致病機(jī)制之一［41，48，52］。

4.1 Aβ二聚體

Aβ 二聚體是目前研究得最多的AβO。Aβ 二聚體的水平在AD 患者和AD 小鼠模型的腦內(nèi)顯著地升高，并隨著年齡的增長(zhǎng)以及淀粉樣斑塊負(fù)荷的增加而增加［53-57］。此外，從AD 病人腦提取物中分離出的Aβ 二聚體能夠損傷神經(jīng)細(xì)胞的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP，long-term potentiation）［53］。將提取的Aβ 二聚體注入嚙齒類動(dòng)物大腦后會(huì)導(dǎo)致其認(rèn)知的缺陷［46，58-59］。Abdel-Hafiz 等［60］構(gòu)建了一種只表達(dá)Aβ二聚體的早期AD小鼠模型TgDimer，并發(fā)現(xiàn)這種小鼠在第7個(gè)月時(shí)就表現(xiàn)了行為學(xué)的異常，神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)化效率降低等各種AD 早期的特征。Müller-Schiffmann 等［61］通過(guò)分子間二硫鍵設(shè)計(jì)了一系列穩(wěn)定的Aβ 二聚體，其中Aβ（1～42）S8C 單體生成了均一的二聚體，且具有神經(jīng)毒性，而Aβ（1～42）M35C 單體不僅能形成二聚體，也能跟野生型一樣聚集成四聚體和更高的寡聚體。類似地，O'Malley等［62］設(shè)計(jì)了雙酪氨酸交聯(lián)Aβ（DiY Aβ），但可能由于DiY Aβ 缺乏明確的結(jié)構(gòu)，因此對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的LTP 沒(méi)有顯著的影響。這些結(jié)果說(shuō)明了Aβ 二聚體結(jié)構(gòu)與毒性關(guān)系的重要性。Aβ 二聚體的毒性可能與其構(gòu)象密切相關(guān)，某些構(gòu)象的二聚體可能具有神經(jīng)毒性，而某些構(gòu)象的二聚體可能與原纖維以及淀粉樣斑塊的形成有關(guān)。

4.2 Aβ三聚體與Aβ*56

Aβ 也可以發(fā)生其他形式的聚集。過(guò)表達(dá)APP的轉(zhuǎn)基因小鼠Tg2576 腦細(xì)胞外出現(xiàn)大量由Aβ*56形成的可溶性組裝體，在第6～14 個(gè)月就會(huì)發(fā)生記憶衰退［63］。重要的是，在其他APP 轉(zhuǎn)基因小鼠模型中也報(bào)告了Aβ*56 的存在，如J20［64-65］、Arc6/48［64］、3xTgAD［66］等，這些結(jié)果表明Aβ*56 是一種廣泛存在的非纖維途徑AβO。而且它存在于細(xì)胞外和膜提取物的兩種可溶性蛋白質(zhì)組分中，這表明該寡聚體應(yīng)該是胞外形成的，并可能與神經(jīng)元質(zhì)膜上的表面受體相互作用［64，67-68］。由于在培養(yǎng)神經(jīng)元的細(xì)胞提取物或條件培養(yǎng)基中未檢測(cè)到Aβ*56［63］，因此它應(yīng)該不是由原代神經(jīng)元產(chǎn)生和分泌的。此外，在一項(xiàng)含有58名輕度認(rèn)知障礙和AD患者的測(cè)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，40 多歲受試者腦組織中Aβ*56豐度增加，但其水平與Aβ 二聚體或Aβ 單體無(wú)關(guān)，而與Aβ 三聚體呈正相關(guān)［49］。這表明Aβ 三聚體可能是構(gòu)成非纖維途徑AβO的結(jié)構(gòu)單位。

Aβ*56 是Aβ 的十二聚體，在數(shù)月內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定［63］。初級(jí)皮質(zhì)神經(jīng)元優(yōu)先分泌Aβ單體和三聚體，而非二聚體。早在Tg2576 小鼠胚胎的第14 天時(shí)，腦組織中就存在Aβ 三聚體，并且貫穿整個(gè)生命周期［63］。在人腦組織中，Aβ 三聚體在1 歲時(shí)就開(kāi)始出現(xiàn)了［49］。在小鼠和人腦中，Aβ 三聚體的豐度隨著年齡的增長(zhǎng)而穩(wěn)定且緩慢地增加［63］。不僅如此，Aβ 三聚體早在淀粉樣蛋白沉積數(shù)年甚至數(shù)十年之前就存在了［56］。這些證據(jù)都表明，Aβ 三聚體可能是非纖維途徑AβO 的基本結(jié)構(gòu)單位而與纖維途徑關(guān)系不大。以Aβ 三聚體為基本結(jié)構(gòu)單位，能夠聚集形成更大的寡聚體，即六聚體、九聚體和十二聚體等非纖維途徑AβO。使用針對(duì)Aβ 的N端和中心結(jié)構(gòu)域的抗體（如6E10）或者使用抗非纖維寡聚體蛋白A11 抗體能夠很明顯地檢測(cè)出Aβ 三聚體（13 000）、六聚體（27 000）、九聚體（40 000）和十二聚體（56 000）［41］。因此可以通過(guò)抗體反應(yīng)性區(qū)分Aβ*56 和其他非纖維途徑AβO（off-pathway AβO）［48］。

4.3 環(huán)狀前原纖維

環(huán)形前原纖維（APF，annular protofibril）是一類具有環(huán)狀或孔狀結(jié)構(gòu)的AβO。它們是Aβ 通過(guò)非纖維途徑環(huán)化而形成［47，69］。APF 的相對(duì)分子質(zhì)量超過(guò)90 000，類似于細(xì)菌的造孔毒素，能夠通過(guò)插入到膜內(nèi)形成膜通道進(jìn)而改變神經(jīng)元內(nèi)環(huán)境平衡并誘導(dǎo)細(xì)胞死亡［52，70］。APF 的形成主要由Aβ 單體的濃度決定，并且很大程度上受到環(huán)境的影響［71］。同時(shí)這些結(jié)構(gòu)很可能是AβO 形成的中間態(tài)，對(duì)AD的真正影響還需要更多的探索。

4.4 胞內(nèi)AβO

AβO 導(dǎo)致細(xì)胞毒性的經(jīng)典途徑是Aβ 分泌到細(xì)胞外并形成寡聚體而產(chǎn)生細(xì)胞毒性，實(shí)際上Aβ 也能在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)積累而產(chǎn)生特定的毒性［72］。在轉(zhuǎn)基因小鼠Tg2576 的細(xì)胞內(nèi)，Aβ 積累可能引起線粒體呼吸鏈活性的降低［63］。目前認(rèn)為胞內(nèi)Aβ的積累主要是由受體介導(dǎo)的［73］。胞外形成的可溶性AβO可以通過(guò)神經(jīng)元的α7AchR受體（α7 nicotinic acetylcholine receptor）介導(dǎo)而吸收，造成胞內(nèi)積累而引起細(xì)胞毒性［74］。Fonar等［75］利用一種化學(xué)修飾的蛇毒素α神經(jīng)毒素競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合α7AchR，阻礙了其與Aβ 的結(jié)合，進(jìn)而減少胞內(nèi)的Aβ 水平，明顯改善了AD小鼠的記憶。

5 AβO介導(dǎo)的神經(jīng)毒性

Butterfield 等［76］提出AβO 通過(guò)與細(xì)胞膜相互作用引起毒性效應(yīng)。毒性機(jī)制可能包括形成膜通道，或者引起膜變薄或膜不穩(wěn)定等。AβO 具有一定的去垢劑性質(zhì)，能夠去除脂質(zhì)分子而使膜不穩(wěn)定［77］。AD 患者神經(jīng)元鈣離子穩(wěn)態(tài)失衡可能與AβO 孔道形成有關(guān)，例如上述的環(huán)狀前原纖維等AβO被認(rèn)為能夠通過(guò)插入到膜內(nèi)形成Ca2+敏感性通道而發(fā)揮作用［78］。此外，孔道形成使得神經(jīng)元的Ca2+內(nèi)流增加而導(dǎo)致鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)和線粒體功能障礙，進(jìn)而誘導(dǎo)ROS 級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡和死亡等［79-80］。

同時(shí)AβO 還可以與神經(jīng)元表面的受體結(jié)合，改變下游的信號(hào)通路，最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。AβO 可識(shí)別20 多種受體，例如谷氨酸受體、細(xì)胞朊蛋白（PrPC）、β2-腎上腺素能受體（β2-AR）、p75 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素受體（p75NTR）和α7-煙堿乙酰膽堿受體（α7nAChR）等［81］。α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體（AMPAR，α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor）是一種谷氨酸受體，含有4 個(gè)亞單位GluA1-A4，亞單位GluA1 和GluA2 在突觸可塑性和LTP 的調(diào)節(jié)過(guò)程中起著重要的作用［82］。有研究表明，AβO 會(huì)導(dǎo)致AMPAR 亞單位GluA1 和GluA2 的內(nèi)化［83］。Guntupalli 等［84］將海馬神經(jīng)元與AβO 孵育1～2 d 后，發(fā)現(xiàn)LTP 期間的突觸后膜上的AMPAR 不再增加，進(jìn)而對(duì)LTP造成損傷。

N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAR，N-methyl-D-aspartate receptor）是另一種谷氨酸受體，也是一種離子通道，在調(diào)節(jié)突觸形成和突觸可塑性中起著關(guān)鍵的作用［85］。有研究表明，AβO 能夠損害NMDAR活性，干擾NMDAR依賴的信號(hào)通路，導(dǎo)致突觸丟失［86-87］。也有研究人員提出了不同的觀點(diǎn)，即AβO 會(huì)導(dǎo)致NMDAR 活性異常增加［88］。AβO 過(guò)度激活NMDAR，導(dǎo)致Ca2+不成比例地流入神經(jīng)元，從而造成興奮性神經(jīng)毒性［89］。此外，AβO還能誘導(dǎo)NMDAR介導(dǎo)的神經(jīng)元氧化應(yīng)激，而這種激活能夠被一種減緩AD 的藥物Memantine（美金剛，一種非競(jìng)爭(zhēng)性的NMDAR拮抗劑）所抑制［90］。

細(xì)胞朊蛋白PrPC是一種重要的蛋白質(zhì)。在正常的生理?xiàng)l件下，它能夠抑制β-分泌酶的活性，減少APP 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（AICD）的產(chǎn)生并調(diào)節(jié)Aβ 的代謝［91］。同時(shí)它也是一種具有高親和性的Aβ結(jié)合蛋白［92］。Laurén 等［93］通過(guò)比較野生型和PrPC缺失小鼠之間PrPC和AβO 的相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PrPC缺失小鼠中AβO 對(duì)LTP 沒(méi)有產(chǎn)生顯著的影響，因此PrPC與AβO 毒性可能存在相互促進(jìn)的關(guān)系。Takahashi 等［94-95］的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)在老年AD 病人的AβO 斑塊中可以檢測(cè)到PrPC的積累。在感染致病性朊蛋白（PrPSC）的神經(jīng)元和小鼠中發(fā)現(xiàn)α-分泌酶PDK-TACE 被下調(diào)，導(dǎo)致腦組織中Aβ（1～40）和（1～42）等片段的積累和沉積［96］。AβO 與PrPC結(jié)合后還能夠激活酪氨酸激酶Fyn，導(dǎo)致NMDAR 的磷酸化，引起受體功能失調(diào)、興奮毒性和樹(shù)突棘回縮［97］。Fluharty 等［92］的研究表明PrPC的氨基端可以結(jié)合AβO 并且強(qiáng)烈抑制AβO 對(duì)培養(yǎng)的小鼠海馬神經(jīng)元的神經(jīng)毒性，這也顯示了其作為AβO 抑制劑的潛力。

6 治療AD的藥物開(kāi)發(fā)

根據(jù)Aβ 寡聚體假說(shuō)，可溶性AβO 作為神經(jīng)毒素，觸發(fā)突觸受損和記憶丟失。而AβO 是由Aβ 單體聚集而成。因此如果能夠減少Aβ 的表達(dá)水平或抑制Aβ 的聚集，就很有可能減緩AD 的進(jìn)展。因此β-分泌酶和γ-分泌酶是2 個(gè)很有潛力的靶點(diǎn)。然而多種分泌酶抑制劑雖然堅(jiān)持到臨床后期，但是依然不能有效改善病人的認(rèn)知能力［98］。γ-分泌酶的調(diào)節(jié)劑Tarenflurbil 能夠有效地減少Aβ 肽的產(chǎn)生，但其副作用會(huì)干擾NOTCH 信號(hào)通路，增加患皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)［99］。

抑制Aβ 的聚集也是一種理想的策略。人們發(fā)現(xiàn)一類天然植物糖醇epi-inositol和scyllo-inositol 能夠結(jié)合可溶性Aβ 單體，顯著降低AD 動(dòng)物模型大腦中不溶性Aβ（1～40）和（1～42）的水平以及斑塊的形成［100］。但不幸的是，在輕度至中度AD 患者的臨床Ⅱ期試驗(yàn)中，scyllo-inositol 雖然能夠阻止AβO的形成，但未能顯示出明顯的療效［101］。另一種氨基多糖類抗聚集劑tramiprosate［102］，能夠結(jié)合Aβ（1～42）的K16、K28 和D23 殘基并引起Aβ 的構(gòu)象變化，從而抑制AβO 的形成［103］。臨床上也表現(xiàn)出大腦損傷的減輕和短期記憶的改善等，而且對(duì)帕金森?。≒D，Parkinson's disease）以及其他的神經(jīng)性病變也有作用，但在對(duì)輕度至中度AD 患者的臨床Ⅲ期試驗(yàn)中，該藥物也沒(méi)能展現(xiàn)出顯著的效果［104］。因此tramiprosate的治療效果還需要更多的試驗(yàn)才能得出明確的結(jié)論［105］。Jiang 等［106］根據(jù)Aβ 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的α 螺旋多肽HASI，具有與AβO 結(jié)合的毫摩爾級(jí)親和力，顯示了其抑制AβO 細(xì)胞毒性的潛力。近幾年來(lái)，多肽藥物受到人們?cè)絹?lái)越多的重視，其本身的缺點(diǎn)已經(jīng)得到了逐步的克服，大批的多肽藥物正在臨床試驗(yàn)中［107］，然而目前缺乏有效的化學(xué)小分子藥物前體，因此HASI多肽的研發(fā)和利用令人期待。

目前共有5 個(gè)FDA 批準(zhǔn)的小分子藥物，包括3 個(gè)膽堿酯酶的抑制劑donepezil，galantamine 和rivastigmine，1 個(gè)NMDAR 抑制劑memantine［108］，但這些藥物并非基于目前AD 的機(jī)制假說(shuō)，并且只能起到延緩病癥的作用。相比較而言，靶向Aβ 的單克隆抗體則是目前最具前景的策略?？笰β 的單克隆抗體具有優(yōu)良的選擇性，并且受體動(dòng)物對(duì)它們的耐受性良好［109-110］。最近兩款人源化的抗體包括Biogen 的Lecanemab 和Lilly 的Donanemab，被FDA 選為治療突破性藥物。與Lecanemab 類似的單克隆抗體Aducanumab，商品名為Aduhelm，也由Biogen 開(kāi)發(fā)，不久前被FDA 批準(zhǔn)為用于輕型至中度癥狀A(yù)D 病人使用的臨床藥物［111］。Aducanumab 抗體對(duì)AβO 具有選擇性的高親和力，每月一次的靜脈注射能夠使輕癥病人的大腦Aβ 呈現(xiàn)劑量和時(shí)間依賴性減少，并能激活病人的免疫系統(tǒng)，以清除大腦中的AβO 以及淀粉樣斑塊［112］。在兩項(xiàng)大型Ⅲ期臨床試驗(yàn)中Aducanumab 的使用對(duì)早期和中期AD 病人有顯著的改善［113］。雖然Aducanumab 單抗的上市間接支持AD 早期發(fā)病的“Aβ寡聚體假說(shuō)”的相對(duì)正確性，但因?yàn)樾枰艽蟮膭┝坎拍苤泻蜕倭康腁βO，因此其Ⅲ期臨床效果還不能充分說(shuō)明其有效性［114］。

7 總結(jié)與展望

從1907 年Alzheimer 醫(yī)生首次報(bào)道了一個(gè)AD病例，到1992年提出的“淀粉樣級(jí)聯(lián)假說(shuō)”，再到現(xiàn)在的“Aβ寡聚體假說(shuō)”，從最初認(rèn)為淀粉樣斑塊作為神經(jīng)毒素，到現(xiàn)在認(rèn)為可溶性AβO 作為最主要的神經(jīng)毒素而導(dǎo)致突觸損傷以及神經(jīng)元死亡，我們逐漸對(duì)AD 的發(fā)病機(jī)制有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。在研究過(guò)程中，我們意識(shí)到可溶性AβO 的結(jié)構(gòu)與毒性關(guān)系的重要性，同時(shí)這也是未來(lái)研究的重點(diǎn)之一。AβO 作為一個(gè)藥物作用靶點(diǎn)，顯示了巨大的潛力。Aducanumab 單抗的出現(xiàn)給了相關(guān)研究人員和AD 病人更多的信心，也證明了AβO 與AD 發(fā)病機(jī)制的緊密關(guān)系。然而目前Aducanumab 單抗的療效還不理想，這可能跟抗體的吸收和特異性有關(guān)。此外，AD 病理非常復(fù)雜，包含了許多相互交叉的生物學(xué)過(guò)程，Aβ 還會(huì)觸發(fā)其他病癥的發(fā)生，如tau 病以及神經(jīng)炎癥等，因此AD 的改善可能需要通過(guò)聯(lián)合治療才能實(shí)現(xiàn)。總之，我們需要繼續(xù)深入地研究AD 的系統(tǒng)發(fā)病機(jī)制，才能開(kāi)發(fā)出更好的更有效的治療方法和治療藥物［115-116］。