[发明专利]磷酸酶2A(PP2A)异常用于诊断与治疗阿耳茨海默病

说明书

                                发明领域

本发明涉及诊断阿耳茨海默病的方法。该方法依据的是最新发现的阿耳茨海默病患者的细胞与对照细胞相比其磷酸酶2A蛋白(PP2A)表达或功能以及相关分子事件的差异。检测外周组织内阿耳茨海默病特异性的PP2A表达和功能的差异为具有极高实用性的及高效的检测以早期诊断阿耳茨海默病以及开发治疗药物提供了基础。

                                发明背景

蛋白磷酸化的异常，特别是磷酸酶通路受损而引起的蛋白磷酸化异常，被认为是阿耳茨海默病(AD)的分子病理学原因。这种异常的主要例子之一是组成神经原纤维缠结(NFT)的微管相关的tau蛋白的过度磷酸化，这代表了阿耳茨海默病的大脑内的一种最主要的损伤(Cummings等，1998；Jellinger和Bancher，1998)。在正常的神经元中，tau与微管蛋白结合，从而参与微管的组装。tau的磷酸化可抑制微管的结合，导致神经元骨架失去稳定性(Lee，1995；Billingskey和Kincaid，1997)。当tau过渡磷酸化时就失去了结合微管的能力，被认为会发生自身装配而形成双股螺旋状细丝(PHF)，这是细胞骨架蛋白组装过程异常的信号(Lee，1995；Billingsley和Kincaid，1997；Saito等，1995；Mandelkow等，1995)

在研究AD相关的分子异常发生的机制时，更多的注意力集中在调节tau磷酸化的蛋白激酶和磷酸酶上。已经发现有几种蛋白激酶，其中包括糖原合成酶激酶-3(GSK-3)和有丝分裂原激活蛋白(MAP)激酶，可磷酸化tau。MAP激酶的正常活性可调控细胞的增殖和分化(Force和Bonventre，1998；Roovers和Assoian，2000)，在脑功能如学习和记忆中发挥重要作用(Valijent等，2001；Sweatt，2001；Zhao等，1999)。在另一方面，MAP激酶的异常持续活化可能是有害的，可引起tau的过度磷酸化和神经元的调亡(Guise等，2001)。MAP激酶家族的一个成员，细胞外信号调节激酶(Erk)的持续活化可被啮齿类海马(hyppocampal)神经元上的淀粉状蛋白诱导(Rapoport和Ferreira，2000；Dineley等，2001)，这会依次导致tau磷酸化水平升高、轴突变性和神经元死亡加速(Rapoport和Ferreira，2000)。另外，研究发现，一种高活性的炎症介质-缓激肽可诱导AD成纤维细胞内的Erk1/2持续磷酸化(Zhao等，2002)，活化的Erk2与神经原纤维缠结之间的关系在人脑中已得到证实(Knowles等，1999)。

磷酸酶活性的异常还在AD的蛋白磷酸化异常中起关键作用。在器官细胞内的四类主要丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(磷酸酶-1，2A，2B和2C)中，磷酸酶2A(PP2A)亚型主要表达在脑部，其靶位是细胞内蛋白如神经微丝(Saito等，1995；Janssens和Goris，2001)和微管相关蛋白(Mandelkow等，1995；Janssens和Goris，2001)的特异性局域化。通过结合并调节微管蛋白如tau和MAP2的磷酸化，PP2A在维持微管的稳定性中发挥关键作用(Mandelkow等，1995)。另外，试验表明PP2A可在体外和体内将过度磷酸化的tau的特异性位点去磷酸化(Goedert等，1992；Wang等，1995；Gong等，2000；Planel等，2001)。例如，PP2A可将已形成的PHF上过度磷酸化的tau去磷酸化，导致去磷酸化的tau从PHF上脱落下来，从而可以被蛋白酶水解(Wang等，1995)。健康的PP2A系统不仅是正常细胞内维持细胞骨架的稳定性所必须的，而且对于在病理条件如细胞应激和高钙毒性条件下矫正蛋白磷酸化水平的异常升高也是关键的。在AD晚期，PP2A基因的表达和活性明显降低(Gong等国，1995；Vogelsberg-Ragaglia等，2001)。在另一项研究中，突变形式的PP2A在鼠脑内的表达可引起PP2A活性的显著下降，诱导tau在特定的丝氨酸/苏氨酸残基上发生AD样过度磷酸化(Kins等，2001)。