AD大脑淀粉样纤维蛋白质组学揭示聚集和毒性的调节因子

背景：淀粉样β（Aβ）肽在纤维中的积累是阿尔茨海默病（AD）的前提。由于从脑提取物中分离纯淀粉样纤维的技术挑战，我们对促进Aβ纤维形成和介导神经毒性的蛋白质的理解一直有限。方法：为了研究淀粉样纤维如何在AD大脑中形成并引起神经毒性，我们开发了一种稳健的生化策略。我们使用电子显微镜、淀粉样染料和大量Aβ免疫测定法验证了我们的纯化效果。基于串联质谱的蛋白质组学分析工作流程提供了淀粉样纤维蛋白质组的定量测量。这些方法使我们能够比较来自人类AD大脑、三种淀粉样小鼠模型、转基因Aβ42果蝇和Aβ42种子培养神经元的淀粉样纤维组成。结果：淀粉样纤维主要由Aβ42组成，并意外地含有Aβ38，但通常缺乏Aβ40肽。多维定量蛋白质组学使我们通过鉴定20种新的淀粉样相关蛋白重新定义了纤维蛋白质组。值得注意的是，我们确认了57种先前报道的斑块相关蛋白。我们使用抗体和正交蛋白质组学分析验证了一组这些蛋白作为真正的淀粉样相互作用蛋白。一种金属结合伴侣金属硫蛋白-3与淀粉样纤维紧密相关，并在体外调节纤维形成。最后，我们使用转基因Aβ42果蝇模型来测试敲低或过表达纤维相互作用基因同源物是否改变神经毒性。在这里，我们能够在体内功能验证20个基因作为Aβ42毒性的修饰因子。结论：这些发现和随后的确认表明，纤维相关蛋白在淀粉样形成和AD病理中起关键作用。