国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  人胰島淀粉樣多肽(hIAPP)的錯(cuò)誤折疊與聚集可對(duì)胰島β細(xì)胞產(chǎn)生毒性，是2型糖尿病的重要誘因。因此，發(fā)展有效阻止hIAPP聚集的抑制劑能夠作為治療2型糖尿病的潛在藥物。肽類藥物與小分子比較具有高活性和生物安全性，并且能夠特異性識(shí)別淀粉樣蛋白，因此成為有發(fā)展?jié)摿Φ暮蜻x藥物。然而，多肽抑制劑通常疏水性強(qiáng)，水溶性低以及穩(wěn)定性較差，并且目前一些肽類抑制劑僅在接近化學(xué)計(jì)量比甚至更高濃度時(shí)才有效。因此急需發(fā)展一種能夠高效增強(qiáng)肽類抑制劑抑制效率的策略。

  前期羅亮、孟凡玲團(tuán)隊(duì)首次報(bào)導(dǎo)了具有多酚特征的酪氨酸寡肽作為hIAPP的有效抑制劑。它們可以通過酚-hIAPP 相互作用阻止 hIAPP 聚集。然而，含有過多酪氨酸單元（大于 3）的寡聚酪氨酸由于其增加的疏水性和強(qiáng)烈的自聚集傾向無法抑制淀粉樣蛋白生成。針對(duì)上述問題，羅亮團(tuán)隊(duì)與合作者在這項(xiàng)研究中合作發(fā)展了一種逐級(jí)增強(qiáng)寡聚酪氨酸效果的策略。由于其序列可編程性、構(gòu)象特異性以及互補(bǔ)決定區(qū) (CDR) 與抗原的高親和力，納米抗體成為增強(qiáng)寡聚酪氨酸抑制效果的有效策略。四聚酪氨酸 YYYY (4Y) 被嫁接到納米抗體的第三互補(bǔ)決定區(qū) (CDR3) 以構(gòu)建納米抗體 N4Y，從而固定4Y的構(gòu)象，增強(qiáng)其與 hIAPP 的結(jié)合親和力，初步增強(qiáng)4Y的抑制效果。接下來將 N4Y 與聚合物N,N-二甲基乙二胺改性的聚（丙烯酸）(PAA-DMA, or PD)偶聯(lián)，形成多價(jià)聚合物-納米抗體偶聯(lián)物 PAA-DMA-N4Y (PDN4Y), 以通過多價(jià)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)4Y 的二次活化（圖1）。

圖1. 納米抗體 N4Y 和多價(jià)大分子 PDN4Y 逐級(jí)增強(qiáng)IAPP聚集抑制效率的策略

  研究者利用分子動(dòng)力學(xué)模擬以及ELISA實(shí)驗(yàn)證實(shí)了4Y 片段與 hIAPP 之間的相互作用通過N4Y的構(gòu)象受限以及 PDN4Y 的多價(jià)效應(yīng)分級(jí)增強(qiáng)（圖2-3）。ThT熒光動(dòng)力學(xué)和TEM等生化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在非常低的化學(xué)計(jì)量濃度下，4Y 未能抑制 hIAPP 聚集，而 N4Y 有效地延遲了 hIAPP 聚集并部分減輕了 hIAPP 淀粉樣蛋白的生成。然而，PDN4Y 能夠通過構(gòu)象限制和多價(jià)的協(xié)同作用完全抑制 hIAPP 的聚集和淀粉樣蛋白生成（圖4）。

圖 2. (A) 4Y的構(gòu)象。(B) 4Y和hIAPP之間的結(jié)合。(C) N4Y模型，其中四個(gè)Y殘基沿CDR3的一側(cè)對(duì)齊。(D)N4Y和hIAPP之間的結(jié)合模式，其中4Y殘基（紅色）向外突出并通過疏水相互作用和 π-π 相互作用與hIAPP（綠色）相互作用。

圖3. 免疫印跡(A)和ELISA(B)分析hIAPP 與不同抑制劑之間的結(jié)合活性。

圖4. 4Y、N4Y和PDN4Y在不同摩爾比下對(duì)hIAPP淀粉樣蛋白生成的抑制作用。(A, B) 通過 ThT檢測hIAPP淀粉樣蛋白原纖維組裝的動(dòng)力學(xué)。hIAPP: 抑制劑摩爾比分別為 20:1 (A) 和 40:1 (B)。(C) hIAPP 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)在不同抑制劑存在下的滯后期時(shí)間。(D) hIAPP在動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的TEM圖像。

  研究者在細(xì)胞水平上驗(yàn)證了這種策略對(duì)hIAPP寡聚體誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性的分級(jí)緩解。結(jié)果顯示hIAPP與大鼠胰島細(xì)胞共孵育產(chǎn)生50%的細(xì)胞毒性，加入4Y之后細(xì)胞活力沒有提升，加入N4Y細(xì)胞活力提升到60%，而加入PDN4Y之后細(xì)胞活力被挽救到80%以上（圖5）。

圖5. 在hIAPP:抑制劑摩爾比分別為20:1 (A)和40:1 (B) 的情況下，通過 MTT 評(píng)估在不同抑制劑對(duì)hIAPP細(xì)胞毒性的分級(jí)緩解作用。

  迄今為止，大多數(shù)關(guān)于抑制人胰島淀粉樣蛋白纖維化的研究主要是在細(xì)胞水平或體外實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的。最近，斑馬魚已被用作淀粉樣變性研究的體內(nèi)模型。研究者最后使用斑馬魚胚胎來評(píng)估不同抑制劑在體內(nèi)減輕 hIAPP 淀粉樣變性誘導(dǎo)的毒性方面的功效。結(jié)果顯示多價(jià)大分子PDN4Y能夠通過構(gòu)象限制和多價(jià)的協(xié)同作用有效減輕 hIAPP 介導(dǎo)的毒性和斑馬魚胚胎中活性氧 (ROS) 的產(chǎn)生。

圖6. 斑馬魚胚胎毒性和活性氧 (ROS) 生成的體內(nèi)檢測。(A-B)毒性測定(A)和ROS生成測定(B)的斑馬魚實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖。(C) 72 hpf時(shí)存活和死亡胚胎的數(shù)量。 (D) DCF檢測ROS生成。 (E)健康和死亡胚胎的代表性圖像。(F)通過熒光顯微鏡檢查胚胎ROS生成。

  綜上，本研究利用結(jié)構(gòu)、生化、細(xì)胞和斑馬魚模型，成功地發(fā)展了一種能夠分級(jí)增強(qiáng)寡聚酪氨酸抑制 hIAPP 淀粉樣蛋白生成的策略，同時(shí)也發(fā)展了一種針對(duì)hIAPP聚集的高效抑制劑，對(duì)2型糖尿病預(yù)防與治療具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。本研究對(duì)其它以淀粉樣蛋白沉積為靶點(diǎn)的退行性疾病也提供了一種全新的治療與預(yù)防思路。

  上述研究成果在《ACS Nano》在線發(fā)表，題為“Hierarchical Vitalization of Oligotyrosine in Mitigating Islet Amyloid Polypeptide Amyloidogenesis through Multivalent Macromolecules with Conformation-Restrained Nanobody Ligands”。華中科技大學(xué)博士生辛彥儒和汪盛副教授為論文共同第一作者，華中科技大學(xué)羅亮教授和孟凡玲副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家基礎(chǔ)研究計(jì)劃、湖北省自然科學(xué)基金和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03083