Tau-10蛋白的抗原表位基因工程表达及纯化文献综述

 2023-02-13 22:52:09

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

本课题意义、国内外研究现状、应用前景

一、Tau蛋白与阿尔兹海默症

阿尔兹海默症(Alzheimers disease,AD)又称作老年性痴呆,是老年期痴呆中最常见的一种疾病类型,占比约为50%-75%[1]。AD是一种中枢神经系统变性病,患病初期症状不明确且发病进程缓慢不易察觉,但随着患者年龄的增长,智力下降、记忆障碍与认知功能障碍等问题凸显出来,并且伴随着性格改变、语言障碍等神经精神症状产生,在病程进展的过程中甚至会出现自理能力丧失、大小便失禁等症状,生活完全依靠护理,严重影响到患者自身的日常活动与生活质量。

目前世界人口老龄化问题加剧,全球平均每三秒种,就有一人患上阿尔茨海默症。截至2018年,全球已有5000万人患有阿尔兹海默症,预计到2050年,患病群体的数量将上升到1.52亿人[2]。阿尔兹海默症的相关研究能够表明的是,AD最主要的两项病理特征分别是患者脑内堆积的细胞外beta;-淀粉样蛋白(amyloid beta;peptide,Abeta;)形成的老年斑,以及过度磷酸化的tau蛋白聚集产生的神经原纤维缠绕结(neurofibrillary tangles,NFTs)[3]。但直至今日,引发阿尔兹海默症的病因和发病机制均尚未明确,在预防和治疗等方面也没有明确有效的医疗手段和用药方案。在目前存在的众多阐释该疾病机理的假说中,长期拥有最高认可度的假说是Abeta;假说,但由于科学家们对Abeta;的各项研究均无有效进展,与神经元紧密相关的tau蛋白假说被重视起来[4]

Tau 蛋白是存在于成熟神经元轴突中含量最高的微管相关蛋白(microtubule-associated proteins,MAPs),它是一种天然状态下无固定结构、溶液中表现为随机线圈的、溶解度很高的磷酸化蛋白,广泛分布在中枢及外周神经系统[5]。Tau蛋白由17号染色体上的tau蛋白基因编码得到,编码后的表达产物共有6种亚型,这6种异构体分别是由352、381、383、410、412、441个氨基酸残基组成,分子量在48~66kDa之间,每种亚型均由单基因编码,是同一基因不同mRNA选择性剪接生成的产物[6]。Tau蛋白由N端的氨基酸富集区(N)和C端的高度保守重复区(R)构成,根据氨基酸富集区数量(0~2个)和高度保守区的重复次数(3或4个)的不同,6种同工异构体分别为0N3R,1N3R,2N3R,0N4R,1N4R,2N4R。Tau蛋白基因外显子2和3主要编码氨基酸富集区的两段29个氨基酸序列,外显子10主要编码高度保守区的重复序列[7]。Tau蛋白的不同亚型对疾病的发生有很大影响,在正常成人的大脑中,3R-Tau和4R-Tau的比例为1:1,而当这个比例发生变化时,可能会引发阿尔兹海默症等神经退行性疾病的发生。这种比例的改变可能是由于基因突变产生,也可能是更容易被蛋白激酶磷酸化的4R-Tau过度磷酸化导致[8]

作为微管相关蛋白,在正常情况下,tau蛋白既能与微管蛋白结合,促进微管的形成;又能与微管结合,降低微管蛋白的解离,从而提高微管的稳定性。在AD患者脑中,tau蛋白的磷酸化水平是正常人的3~4倍,这会降低微管组装的活性,tau蛋白与微管的结合能力减弱,进而破坏微管的结构,导致细胞骨架被破坏,在细胞内产生丝状物质,出现突触缺失和神经胶质细胞失活的现象,过度磷酸化的tau蛋白是成对螺旋纤丝(paired helical filaments,PHFs)的主要成分,在神经元中 PHF构成NFTs,阻碍了轴突的运输,最终导致突触蛋白功能的缺失,并引发AD等神经退行性疾病[8,9]

二、诊断及检测

1、辅助检测

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