banner

Новости

Aug 31, 2023

Домино

Молекулярная нейродегенерация, том 18, Номер статьи: 38 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Генотип аполипопротеина E (ApoE) ε4 является наиболее распространенным фактором риска развития болезни Альцгеймера (БА) с поздним началом. Хотя ApoE4 отличается от своей непатологической изоформы ApoE3 только мутацией C112R, молекулярный механизм его протеинопатии неизвестен.

Здесь мы раскрываем молекулярный механизм агрегации ApoE4, используя комбинацию экспериментальных и вычислительных методов, включая рентгеновскую кристаллографию, сайт-направленный мутагенез, водородно-дейтериевую масс-спектрометрию (HDX-MS), статическое светорассеяние и моделирование молекулярной динамики. Обработку церебральных органоидов АроЕ ε3/ε3 и ε4/ε4 трамипросатом использовали для сравнения влияния трамипросата на агрегацию АроЕ4 на клеточном уровне.

Мы обнаружили, что замена C112R в ApoE4 вызывает конформационные изменения на больших расстояниях (> 15 Å), приводящие к образованию V-образной димерной единицы, которая геометрически отличается и более склонна к агрегации, чем структура ApoE3. Трамипросат, кандидат в лекарство от БА, и его метаболит 3-сульфопропановая кислота индуцируют ApoE3-подобное конформационное поведение ApoE4 и снижают его склонность к агрегации. Анализ церебральных органоидов ApoE ε4/ε4, обработанных трамипросатом, выявил его влияние на эфиры холестерина, продукты хранения избытка холестерина.

Наши результаты связывают структуру ApoE4 с его склонностью к агрегации, обеспечивая новую лекарственную мишень для нейродегенерации и старения.

Видеть, как близкие теряют способность вспоминать свои воспоминания, разрушительно. Однако это реальность жизни семей все большего числа людей с болезнью Альцгеймера (БА) [1]. В настоящее время во всем мире с деменцией живут более 55 миллионов человек, и ежегодно диагностируется около 10 миллионов новых случаев [2, 3]. Несмотря на значительное финансирование разработки лекарств от БА [4], в настоящее время не существует методов лечения, модифицирующих заболевание, а многочисленные клинические испытания не продемонстрировали каких-либо преимуществ [5, 6]. Существует острая необходимость улучшить наше понимание молекулярной основы этого разрушительного заболевания и предоставить проверенные терапевтические цели.

Большинство потенциальных лекарств, находящихся в текущих клинических испытаниях, нацелены на два патологических признака БА: (i) нейрофибриллярные клубки, состоящие из гиперфосфорилированного тау-белка, и (ii) амилоидные бляшки, состоящие из пептидов Aβ [7, 8]. Одним из таких кандидатов для лечения БА является ALZ-801, пролекарство трамипросата [9]. Сообщалось, что пероральный прием трамипросата ингибирует агрегацию Aβ-амилоида путем модуляции его конформационной гибкости [10, 11]. ALZ-801 и трамипросат метаболизируются в 3-сульфопропановую кислоту (SPA), эндогенную молекулу человеческого мозга с биологической активностью, аналогичной трамипросату [12]. Несмотря на большой потенциал трамипросата модифицировать прогрессирование БА, положительный клинический эффект наблюдался только у гомозигот по аполипопротеину Е4 (ApoE4 ε4/ε4), хорошо известному и давно существующему генетическому фактору риска БА [13,14, 15,16,17,18].

Человеческий ApoE представляет собой белковый компонент липопротеиновых частиц, состоящий из 299 остатков [19] и ключевой регулятор агрегации и клиренса Aβ [20, 21]. Три полиморфные изоформы АроЕ, т.е. АроЕ2, АроЕ3 и АроЕ4, различаются аминокислотным составом в положениях 112 и 158 [22]. По сравнению с наименее часто встречающейся изоформой ApoE2 (C112/C158) наиболее распространенная изоформа ApoE3 отличается одной мутацией (C112/R158), тогда как ApoE4, связанный с болезнью Альцгеймера, содержит две мутации (R112/R158) [23]. Недавно было высказано предположение, что ApoE4 может стать новой лекарственной мишенью для лечения AD [24, 25]. Для снижения токсичности ApoE4 или изменения его физиологической активности были предложены различные терапевтические подходы, включая иммунотерапию, антисмысловые олигонуклеотиды и корректоры малых молекул [26,27,28,29].

 80) and SPA (153 > 81). The SRM peaks were integrated using Agilent MassHunter Quantitative Data Analysis (Santa Clara, CA). Relative response factor calculated to perform the quantification of tramiprosate and SPA. Metabolite concentration further normalized to total protein content./p> 5) y ions with a reproducible signal (on average, %CV < 15%, n = 2) were selected for the relative protein quantification (Supplementary Table 5). The average value of the two technical replicates was used for further normalization. Relative concentrations determined using quantifier transition of standard (ST) and light peptide peak area (light peptide peak area/ST peptide peak area*ST peptide concentration) were normalized to the GAPDH levels. The final values (Supplementary data: Expression levels of proteins) in tramiprosate-treated organoids were related to the corresponding non-treated organoids (ApoE ε3/ε3 and ApoE ε4/ε4) in each batch (Supplementary data: Protein levels normal. to NTR) to see the effect of tramiprosate relatively to organoids without the treatment./p>

ДЕЛИТЬСЯ