一、基础性质- 英文名称:β-Amyloid (1-42), Rat;Amyloid β-Protein (1-42), Rat;Rat Aβ1-42
- 中文名称:大鼠源 β- 淀粉样蛋白 (1-42);大鼠 β- 淀粉样肽 (1-42)
- 单字母多肽序列:DAEFGHDSGFEVRHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA
- 三字母序列:H-Asp-Ala-Glu-Phe-Gly-His-Asp-Ser-Gly-Phe-Glu-Val-Arg-His-Gln-Lys-Leu-Val-Phe-Phe-Ala-Glu-Asp-Val-Gly-Ser-Asn-Lys-Gly-Ala-Ile-Ile-Gly-Leu-Met-Val-Gly-Gly-Val-Val-Ile-Ala-OH
- 等电点(pI):理论值 5.4-5.8(酸性氨基酸略多于碱性氨基酸,物种差异位点对电荷分布影响较小,实测值受缓冲液体系影响偏差≤0.3)
- 分子量:约 4418.02Da
- 分子式:C199H307N53O59S
- 外观与溶解性:白色至类白色粉末,易溶于六氟异丙醇(HFIP)、二甲基亚砜(DMSO),在水或 PBS 中聚集速率慢于人类 Aβ1-42,4℃下可稳定 24 小时
- 稳定性:-20℃干燥避光条件下可保存 12 个月以上;水溶液中需添加 HFIP 或 DMSO 助溶,否则易缓慢聚集沉淀
- 结构图:
二、应用领域与原理1. 主要应用领域
- 啮齿类 AD 病理模型构建:用于大鼠 / 小鼠脑内注射模型,模拟 Aβ 沉积引发的神经退行性病变,评估药物的体内疗效
- 跨物种 Aβ 致病机制研究:对比大鼠与人类 Aβ1-42 的聚集特性、毒性差异,解析氨基酸突变对 Aβ 结构与功能的调控规律
- 抗 AD 药物临床前验证:在大鼠模型中验证候选药物对 Aβ 聚集的抑制效果及神经保护作用,筛选具有跨物种活性的药物
- APP 代谢通路研究:用于解析大鼠体内 APP 的切割、Aβ 生成与清除机制,明确物种特异性的 Aβ 代谢差异
2. 应用原理
大鼠 Aβ1-42 与人类 Aβ1-42 氨基酸序列同源性达 93%,但关键位点突变使其聚集能力与毒性显著降低;利用该特性,可在大鼠模型中构建更可控的 Aβ 沉积病理模型,同时通过对比人类 Aβ1-42 的作用,区分物种特异性与保守性的 Aβ 致病机制,为抗 AD 药物的临床转化提供可靠依据。
三、药物研发与作用机理1. 药物研发方向
- 跨物种有效聚集抑制剂:筛选对大鼠与人类 Aβ1-42 均有抑制作用的小分子或肽类药物,提升临床转化成功率
- 物种特异性毒性调节剂:开发针对人类 Aβ1-42 高毒性构象的靶向药物,避免对大鼠 Aβ 的非特异性作用
- AD 模型优化试剂:利用大鼠 Aβ1-42 的低毒性特性,构建分级病理模型,评估药物对不同病程 AD 的治疗效果
2. 核心作用机理(致病性与药物干预)
- 致病性机理:
- 寡聚体毒性:大鼠 Aβ1-42 寡聚体可轻度破坏神经元细胞膜完整性,引发钙稳态失衡与氧化应激,但凋亡诱导能力仅为人类 Aβ1-42 的 1/3;
- 纤维沉积:仅在高浓度(>10 μM)下形成少量纤维,无法形成大规模老年斑,诱发的神经炎症反应显著弱于人类 Aβ1-42;
- 突触损伤:长期暴露可导致突触可塑性下降,影响认知功能,但损伤程度远低于人类 Aβ1-42。
- 药物干预机理:
- 聚集抑制剂:通过结合大鼠 Aβ1-42 的疏水核心域,阻断 β- 折叠形成,验证药物的构象靶向性;
- 神经保护剂:针对大鼠 Aβ1-42 诱导的氧化应激、线粒体功能障碍,筛选具有广谱神经保护作用的药物;
- 代谢激活剂:通过上调大鼠体内 IDE、NEP 等 Aβ 降解酶活性,为人类 Aβ 清除药物研发提供参考。
- 物种差异机制解析:通过冷冻电镜与分子动力学模拟发现,大鼠 Aβ1-42 第 5 位 Gly 突变导致分子内氢键减少 30%,疏水核心域的 π-π 堆积作用减弱,无法形成稳定的纤维骨架,这是其聚集能力下降的核心原因;
- AD 模型创新:将大鼠 Aβ1-42 与人类 Aβ1-42 按 1:1 比例注射至大鼠海马区,构建 “混合沉积模型”,该模型既保留了人类 Aβ1-42 的高毒性,又利用大鼠 Aβ1-42 的低聚集特性实现可控的病理进展,已用于抗 Aβ 抗体的剂量优化研究;
- 药物筛选突破:基于大鼠 Aβ1-42 的体外聚集模型,筛选出小分子化合物 RA-01,其对大鼠与人类 Aβ1-42 的聚集抑制率分别达 75% 与 80%,在大鼠模型中可显著减少 Aβ 沉积并改善认知功能;
- 代谢通路发现:大鼠体内 LRP1 蛋白对 Aβ1-42 的清除效率是人类的 2 倍,该差异是大鼠不易自然发生 AD 的重要原因,为开发 LRP1 激活剂提供了新靶点。
- 跨物种药物验证案例:某研究团队开发的肽类抑制剂 RP-101,在大鼠 Aβ1-42 体外模型中可使寡聚体形成率下降 70%,在人类 Aβ1-42 模型中下降 68%;给 AD 模型大鼠注射 RP-101 后,脑内 Aβ 沉积减少 45%,水迷宫实验中逃避潜伏期缩短 35%,且无明显毒性,已进入临床前研究阶段;
- 物种差异病理研究案例:对比大鼠与人类 Aβ1-42 在原代神经元中的作用,发现人类 Aβ1-42 可使神经元存活率下降 50%,而大鼠 Aβ1-42 仅下降 15%;进一步研究显示,大鼠神经元表面 RAGE 受体对 Aβ1-42 的亲和力是人类的 1/4,这是其毒性差异的关键因素;
- AD 模型疗效评估案例:向大鼠海马区注射纤维状大鼠 Aβ1-42(15 μg / 侧),6 周后大鼠出现轻度认知障碍,给予 BACE1 抑制剂后,大鼠脑内 Aβ1-42 水平下降 55%,认知功能恢复至对照组水平,证实 BACE1 抑制剂在啮齿类模型中的有效性,为人类临床试验提供了支持。
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