ROS Detection Alzheimers s disease
ROS 检测缺血性中风

对阿尔茨海默病患者的淀粉样蛋白斑块聚集体照射紫外光的效果

阿尔茨海默病 (AD) 涉及到认知、理性思考和记忆等心理能力的逐步退化。有时,这种疾病会使人衰弱,并增加其它健康问题的风险。例如,记忆力差会导致 AD 患者的体重大幅减少,因为此患者可能会忘记在正常的进餐时间吃饭。AD 患者病情的发展速度不尽相同,病情的严重程度也各有差异。药物可以帮助减缓 AD 的进展;然而,治愈这种疾病的方法仍然难以确定。  

目前,许多研究人员正致力于淀粉样蛋白斑块的研究,在 AD 患者大脑中通常可以发现这种沉积物。这些斑块的主要成分是 Aβ 肽,这些肽的聚合物导致了斑块的形成。

AD 发病机制和活性氧 (ROS)

研究不断发现了 AD 发病机制和生成活性氧 (ROS) 及可溶性 Aβ 寡聚物之间的相关性。其它研究还发现,在许多 AD 患者中,淀粉样沉积物中存在高浓度的锌 (Zn) 和铜 (Cu)。Cu2+ -Aβ 之间的相互作用会导致 AD 患者出现明显的大脑毒性,有一项发现最近引起了人们对 Cu2+ 螯合疗法的更多关注,即利用 Cu2+-Aβ聚合物治疗 AD。具体而言,研究人员认为,Cu2+ -Aβ相互作用是可逆的,Cu2+ 结合 Aβ 肽可能会受到螯合作用的调节。

人们曾发现,催化光致生氧反应可以减少神经毒性的影响以及淀粉体 β(Aβ) 肽的聚合。Xiongwei Dong 等人研究了经螯合剂处理及未处理的铜结合聚合物在小于等于 400nm 的紫外线 (UV) 照射下的影响。 

研究人员发现,紫外线明显增强了没有 Cu2+ 以及结合了 Cu2+ 的聚合物的细胞毒性。在认识到这一发现后,研究人员进一步研究了这种效应是否真的是由于紫外线照射或螯合处理所致。

利用电子顺磁共振 (EPR) 对自由基含量进行评估

使用布鲁克 X 波段 EPR 波谱仪系统对两组样品进行了分析。EPR 用于评估样品中的自由基含量。

两组的情况如下:

  • 都处于 FC-11-1 或 FC-11 的环境中,浓度均为10μM,结合了 Cu2+ 以及没有结合 Cu2+ 的 Aβ 42 聚合物,一组放置在1500 Lux的UV光下照射4小时,另一组在黑暗中培养。
  • 对照实验组是放置于 1500Lux的紫外光下照射 4 小时或在黑暗中培养,但是分别是培养在含有10μM FC-11或FC-11-1,10μM 硫酸铜,10μM FC-11-Cu2+ 或 FC-11-1-Cu2+的磷酸盐缓冲溶液中。

 

在这个实验中,EPR 被特别用来检测在 FC-11-1 或 FC-11 中,聚合体暴露于紫外线和聚合体在黑暗中培养时 产生ROS的 情况。

 

 

 

 

进一步检查表明,紫外光照的作用,使不论有没有 Cu2+ 结合的 Aβ42 聚合体都会分解并产生了 ROS。此外,据研究人员报告,因为经过处理的聚合体分解为可溶寡聚物,使用的螯合剂(FC-11 和 FC-1)增强了结合了 Cu2+ 的 Aβ40 聚合体的细胞毒性。虽然这些结果对于 AD 的治疗没有决定性的定论,但是对于病情正在进展中的 AD 患者而言,我们希望这项研究能够为紫外线照射的影响提供新的线索。

 

 

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参考文献

  • Xiongwei Dong, Zhe Zhang, Dan Zhao, et al. Ultraviolet light triggers the conversion of Cu2+-bound Aβ42 aggregates into cytotoxic species in a copper chelation-independent manner. Sci Rep. 2015;5:13897.
  • Hardy J, Selkoe DJ. The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science. 2002;297(5580):353-356.
  • Barnham KJ, Masters CL, Bush AI. Neurodegenerative diseases and oxidative stress. Nat Rev Drug Discov. 2004;3(3):205-214.
  • Taniguchi A, Sasaki D, Shiohara A, et al. Attenuation of the aggregation and neurotoxicity of amyloid-β peptides by catalytic photooxygenation. Angew Chem Int Ed Engl. 2014;53(5):1382-1385.
  • https://www.bruker.com/cn/products/mr/epr.html