突变型早老素与Alzheimer病
突变型早老素与Alzheimer病
罗焕敏 宿宝贵 张冀民
关键词：Alzheimer病(AD)；突变型早老素(presenilin,PS) 1995年Alzheimer病(AD)病因学研究又一新的重大发现公诸于世,即AD发病与突变型早老素(presenilin,PS)有关〔1,2〕。证据有5：(1)突变型PS可使β-淀粉样蛋白42 (βA42)产生增加，突变型PS-1羧基末端表位(epitope)在老年斑(SP)中被发现，神经元纤维缠结(NFT)可被高度特异性的抗突变型PS-1氨基末端抗体所标记;(2)突变型PS使神经元对去营养因子、βA等所致的细胞凋亡更为敏感或直接引起细胞凋亡;(3)突变型PS-1可抑制胆碱能表型表达,降低胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性,从而损害学习记忆过程;(4)在早发型家族性AD患者中发现PS基因发生突变，随后在迟发型散发性AD患者中也发现有PS基因突变者；(5)应用定位克隆技术(positional cloning)证实,β淀粉样蛋白前体(APP)基因突变的AD患者仅占1%～3%,而PS基因突变的患者则高达40%～50%。以上事实充分表明，突变型PS与AD发病有关。现就PS研究的有关进展综述如下。
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一、突变型PS的分子生物学研究
PS分为PS-1和PS-2,属进化保守基因家族成员。PS-1位于14号染色体(14 q 24.3)，PS-2位于1号染色体(1 q 31～q 42)。至今已发现PS-1有37个不同错义突变和1个框内剪接 点突变,而PS-2仅2个错义突变。最有效的突变是外显子9(δ9)剪除(splice-out)突变。最近PS-1又有3个新的突变位点被发现，它们是G209V、A426P和E120D。
PS mRNA编码的蛋白质类似整合跨膜蛋白,含467个氨基酸,相对分子质量为32 000;有8个跨膜域,在第6和第7个跨膜域之间有一个大的亲水环。有人制备了几种抗体，用荧光物质作标记，使培养的转染PS的完整DAMI细胞(American type culture collection,CRL9792)特异性染色，标记位于细胞膜外面的PS蛋白表位。结果表明，与预测的7个跨膜域局部图完全一致(类似视紫红质和β肾上腺素能受体的情况)，而与已经报道的6个或8个跨膜地形所预期的完全不同〔3〕。PS基因组构(organization)和10个外显子所编码的PS-1和PS- 2非常相似,只是PS-1和PS-2各有不同的剪接方式,使它们尽管生物学功能相似,但并不一致。
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在正常情况下，大脑PS-1在亲水环内经蛋白内水解酶裂解，形成相对分子质量为28 000的氨基末端片段(NTF)和18 000的羧基末端片段(CTF)。同时，有人研究了稳定地转染人类神经母细胞瘤细胞的PS-2蛋白的裂解位点，应用阴离子交换层析与亲和层析相结合的方法分离得到23 000的PS-2 CTF，并直接测序。结果显示，PS-2 CTF的氨基末端以第307残基开始，表明裂解发生在大亲水环近侧部分第306的赖氨酸和第307的亮氨酸之间。此位点与在PS-1蛋白所观察到的裂解位置接近。
近来发现，少部分PS通过caspase-3(一种与凋亡有关的半胱氨酸蛋白酶)处理，即在凋亡时PS-1和PS-2由caspase-3家族蛋白酶在正常裂解位点的远端裂解〔4〕，将PS -1裂 解为30 000和20 000两个稳定的片段。PS-2上的Volga-German突变会引起caspase-3 PS-2片段增加，但PS-1突变不会导致caspase-3 PS-1片段出现有意义的变化。
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二、突变型PS的形态学研究
PS-1分布于所有脑区,包括海马、小脑和大脑皮质等，以神经元及其树突染色最强，神经胶质细胞和血管也有弱染色。在神经元中,新皮质的大锥体细胞、海马锥体细胞、基底前脑大神经元、脑干运动神经元和某些中间神经元染色特别强。免疫电镜显示,PS-1位于内质网亚区(subdomain)和高尔基体中间腔、某些膜包的转运小泡以及核膜和细胞膜表面。PS-1 和PS-2全长主要分布于内质网，而它们的NTF和CTF则主要位于高尔基体。就神经元的突起而言，PS-1和PS-2主要位于树突内，呈小囊泡结构，轴突内很少，但与PS-1相比，PS-2在轴突内更多〔5〕。
三、PS及突变型PS的功能
PS-1功能丧失的小鼠，胚胎不能存活，中轴骨骼不能形成，中枢神经系统发育不全，但PS-1突变体，如A246E，可改善这些现象，表明PS及其突变体均有促进胚胎生长发育的功能。PS和着丝点一样存在于核内膜的核浆面，提示PS在染色体组构及其分离方面可能起作用。在家族性AD，有缺陷的PS引起有丝分裂染色体错误分离，导致细胞凋亡和(或)21号染色体三倍体镶嵌〔6〕。
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PS-1与sel-12同源，后者是秀丽隐杆线虫(caenorhabditis elegans)蛋白，调节Notch信号通路。Notch被配体激活后，其细胞内域(intracellular domain)的水解与释放需要 sel-12〔7-9〕。同时，在发育过程中sel-12可促进lin-12/Notch和glp-1/Notch 跨膜受体的活性以及由lin-12/Notch受体家族介导的信号转导〔10〕。野生型(wt)人类PS-1和PS -2可补救缺乏sel-12的秀丽隐杆线虫的产卵不足，而与家族性AD有关的突变体却降低了这种挽救功能。
通过免疫沉淀法和蛋白印迹法分析证实,APP免疫沉淀与PS一致;野生型和突变型PS蛋白均可在活细胞内与APP形成PS-APP复合物,能被APP或PS抗体标记, 并且，由PS抗体所联合沉淀的APP的量，既和APP基因所表达的水平成比例，也和PS基因所表达的水平成比例。用brefeldin A处理或经20℃孵育并不阻碍PS-APP复合物的形成。此外,APP羧基末端域缺失也不影响PS-APP复合物的形成，提示这一过程发生在内质网上。将野生型或突变型PS-1基因(M146L,C410Y)及野生型或突变型PS-2基因(M239V)转染中华仓鼠卵巢(CHO )细胞,后者可过度表达β-APP。相对分子质量为43 000～45 000的PS-1全蛋白用N-端放射序列法证实，PS-1在内质网快速被处理(t1/2=40 min),成为稳定的片段;野生型和突变型 PS-2全蛋白表现出相似的半衰期(1.5 h)。然而，它们的蛋白内水解片段既有突变特异性的差别,也有细胞类型特异性方面的差别。通过定量免疫沉淀法和酶联免疫吸附法证实,突变型PS-1和PS-2均导致βA42增加1.4～2.5倍。将人类PS基因(A246E)和APP基因同时转 染细胞和制备转基因鼠发现,在这两种模型中,野生型PS基因并不改变APP水平、α-分泌酶(secretase)和β-分泌酶活性及βA产量，而突变型PS-1和PS-2引起转染细胞中βA42大量增 加；同样,是突变型而不是野生型PS-1转基因鼠脑内βA42过度产生,这种现象在2 ～4月龄的转基因鼠脑内就能发现,不过βA42增加的程度与PS表达的水平不一致。但在病理学上均表现为β -淀粉样沉淀，在行为学上表现为记忆损害。因此，有人认为靶向PS-1突变位点的药物可抗淀粉生成(anti-amylogenic)，有治疗AD的潜在作用〔11,12〕。
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应用酵母双杂交体系统(yeast two-hybrid system)使来自PS和APP的不同亲水域在酵母内联合表达，结果表明，PS和APP之间不存在任何通过亲水域而产生的直接相互作用，提示它们之间的作用可能是间接的,或要求某种合适的构造或亚单位结构。近来有学者认为，PS-1有可能是γ-分泌酶唯一的diaspartyl辅助因子，或其本身就是γ-分泌酶。
PS在神经元可塑性及细胞凋亡方面也有作用。将编码人类全长PS-2的cDNA结构稳定地转染大鼠PC12细胞，以小鼠bcl-X(L)基因作为对照，发现PS-2过度表达使PC12对凋亡刺激，如星形孢菌素(staurosporine)、去营养因子、βA及过氧化氢等敏感性增加。相反，bcl-X(L)过度表达则有意义地降低由上述刺激所引起的细胞凋亡，表明PS-2功能之一可能是参与调节细胞的生存性。另外，由PS-2所引起的细胞凋亡对百日咳毒素敏感，表明有异三聚三磷酸鸟苷(heterotrimeric，GTP)结合蛋白参与。PS-2突变体的这种增强凋亡活性分子的作用，加速了AD患者脑的退行性过程，导致家族性AD具有发病早的特点。PS-1突变体则可能增加由于连环蛋白(β-catenin)稳定性下降所致的神经元凋亡，同样使人易患早发性AD 〔13〕。
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有人选用野生型PS-1或敲除(knockout,KO)PS-1的小鼠胚胎成纤维细胞及稳定地转染了野生型或突变型PS-1的CHO细胞间断地Iodixanol梯度分馏。APP CTF在KO小鼠成纤维细胞的内质网和高尔基体均明显增加，并且在KO小鼠脑组织中也有相似的增加，但没有检测到APP全长在亚细胞的分布变化。在CHO细胞，小部分APP主要是N-糖基化的异构体，在内质网和高尔基体与PS-1形成复合物。用酶联免疫吸附法分析发现，这些片段中βA 42在内质网是主要的βA(βA42∶总βA=0.5∶1.0)，而βA42和βA40 的绝对水平在高尔基体均较高(βA42∶总βA=0.05∶0.16)。突变型PS-1明显提高高尔基体中βA 42的水平〔14〕。这些结果揭示，PS-1和APP在内质网和高尔基体中可相互作用。这些部位固有的γ-分泌酶处 理APP CTF需要PS-1。PS-1突变体主要增加高尔基体样囊泡中βA42的水平。
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用PS-1 M146V敲进(knockin，KI)小鼠海马神经元做培养，它增加了对谷氨酸所引起死亡的易感性。这与Ca2+体内平衡受干扰、氧化应激提高、线粒体功能丧失有关。 抑制Ca2+内流或释放及抗氧化剂能保护神经元免遭PS-1突变体引起的兴奋毒易感作 用。这些发现表明，基因异常导致AD及兴奋毒易感神经元溃变，提示了治疗的新途径。
PS-1和PS-2的亲水环之间也可通过非肌性细丝蛋白(nonmuscle filamin或actin-binding protein 280,ABP280)和同结构丝蛋白(filamin homolog 1,Fh1)相互作用。这些介导PS之间相互作用的蛋白可能参与AD的发病〔15〕。此外，PS调节神经元K+通道的 表达，而突变体则导致神经元兴奋性发生变化，可能是引起AD认知功能下降的一个原因。突变型PS还抑制胆碱能神经元神经递质的合成，提示具有调节神经元表型的作用。
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四、突变型PS与AD的发病
已知AD发病与3个基因的突变有关，即APP、PS-1、PS-2。在这3个基因中，哪一个更 为重要呢？突变型APP(K670N，M671L)转基因鼠(Tg2576)在早期βA水平已明显提高，到9～12个月在其皮质和海马的细胞外形成AD型βA沉淀。但Tg2576与突变型PS-1 M146L转基因鼠交配的后代形成βA沉淀的时间，要比同窝出生的仅有突变型APP转基因的动物早得多，并且在有明显βA沉淀以前，这种双倍转基因鼠已经表现出脑内βA42(43)选择性地增 加41%〔16〕。有人采集了208个白人AD患者的血标本及185个相应年龄的老年人血标 本作对照(患者及对照者的平均年龄分别为77.2岁和72.0岁)，用PCR检测PS-1基因3'内 含 子到8外显子以内的多态性与AD之间的关系。结果发现，PS-1基因的1等位基因的纯合性与 迟发性AD的双倍危险性有关(OR为1.97，95%可信限1.29～3.00)。在白人中由于该基因座为纯合性而导致 AD的比例是22%，与apoE4所致AD在白人中的比例大致相仿〔17〕。
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突变型PS-1降低神经细胞对NGF的反应性，可能是其携带者神经退行性变化和细胞死亡的一个原因。体外培养AD患者皮肤成纤维细胞，用Northern印迹法分析PS-1 mRNA的表 达情况，结果为AD患者的PS-1 mRNA水平较非痴呆对照者显著增高(P<0.01)，并发现P S-1 mRNA水平在AD发病早期升高，随着病程进展逐渐下降，这对AD的早期诊断具有意义。利用 标记PS-1氨基末端的单抗，测定来自非神经系统疾病患者的脑组织和AD、脑梗死患者的脑组织 。结果显示，非神经系统疾病患者脑组织没有阳性染色，AD患者脑组织神经元内NTF和神经纤维网 (neuropil)有阳性染色，脑梗死患者脑组织某些巨噬细胞呈阳性染色。此外，病理研究表明，PS -1的CTF在SP中呈阳性，而NTF则与细胞内和树突内的NFT结合，可能在AD tau蛋白磷酸化方面起作用〔18〕。
突变型PS与AD发病有关是近年来AD研究的重大进展，它为全面揭示AD的发病机制打开了新的思路，为AD治疗方法及治疗药物的研究开辟了新的领域。接下来应进一步弄清PS与APP及apoE4之间的确切关系以及PS在AD发病中的确切地位。同时也应该看到，这些基因座突 变大约仅占AD基因病因学的50%，甚至有人研究认为，PS-1多态性与AD病理变化，如SP和NFT之间没有关系，与AD发病年龄、疾病持续时间也没有关系，在PS-2基因未发现与疾病有关的突变等。这预示着AD的发病不是一个简单的过程，而是有许多因素“交织”在一起。现在当务之急是要找出谁是主因、前因。突变型PS会不会就是这个疾病的主因和前因呢？
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作者单位：罗焕敏(510632 广州市，暨南大学医学院药理学教研室)
宿宝贵(解剖学教研室)
张冀民(Center for Neurologic Disease, Brigham Women's Hospital, Boston, MA, USA)
参考文献
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罗焕敏 宿宝贵 张冀民
关键词：Alzheimer病(AD)；突变型早老素(presenilin,PS) 1995年Alzheimer病(AD)病因学研究又一新的重大发现公诸于世,即AD发病与突变型早老素(presenilin,PS)有关〔1,2〕。证据有5：(1)突变型PS可使β-淀粉样蛋白42 (βA42)产生增加，突变型PS-1羧基末端表位(epitope)在老年斑(SP)中被发现，神经元纤维缠结(NFT)可被高度特异性的抗突变型PS-1氨基末端抗体所标记;(2)突变型PS使神经元对去营养因子、βA等所致的细胞凋亡更为敏感或直接引起细胞凋亡;(3)突变型PS-1可抑制胆碱能表型表达,降低胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性,从而损害学习记忆过程;(4)在早发型家族性AD患者中发现PS基因发生突变，随后在迟发型散发性AD患者中也发现有PS基因突变者；(5)应用定位克隆技术(positional cloning)证实,β淀粉样蛋白前体(APP)基因突变的AD患者仅占1%～3%,而PS基因突变的患者则高达40%～50%。以上事实充分表明，突变型PS与AD发病有关。现就PS研究的有关进展综述如下。
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一、突变型PS的分子生物学研究
PS分为PS-1和PS-2,属进化保守基因家族成员。PS-1位于14号染色体(14 q 24.3)，PS-2位于1号染色体(1 q 31～q 42)。至今已发现PS-1有37个不同错义突变和1个框内剪接 点突变,而PS-2仅2个错义突变。最有效的突变是外显子9(δ9)剪除(splice-out)突变。最近PS-1又有3个新的突变位点被发现，它们是G209V、A426P和E120D。
PS mRNA编码的蛋白质类似整合跨膜蛋白,含467个氨基酸,相对分子质量为32 000;有8个跨膜域,在第6和第7个跨膜域之间有一个大的亲水环。有人制备了几种抗体，用荧光物质作标记，使培养的转染PS的完整DAMI细胞(American type culture collection,CRL9792)特异性染色，标记位于细胞膜外面的PS蛋白表位。结果表明，与预测的7个跨膜域局部图完全一致(类似视紫红质和β肾上腺素能受体的情况)，而与已经报道的6个或8个跨膜地形所预期的完全不同〔3〕。PS基因组构(organization)和10个外显子所编码的PS-1和PS- 2非常相似,只是PS-1和PS-2各有不同的剪接方式,使它们尽管生物学功能相似,但并不一致。
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在正常情况下，大脑PS-1在亲水环内经蛋白内水解酶裂解，形成相对分子质量为28 000的氨基末端片段(NTF)和18 000的羧基末端片段(CTF)。同时，有人研究了稳定地转染人类神经母细胞瘤细胞的PS-2蛋白的裂解位点，应用阴离子交换层析与亲和层析相结合的方法分离得到23 000的PS-2 CTF，并直接测序。结果显示，PS-2 CTF的氨基末端以第307残基开始，表明裂解发生在大亲水环近侧部分第306的赖氨酸和第307的亮氨酸之间。此位点与在PS-1蛋白所观察到的裂解位置接近。
近来发现，少部分PS通过caspase-3(一种与凋亡有关的半胱氨酸蛋白酶)处理，即在凋亡时PS-1和PS-2由caspase-3家族蛋白酶在正常裂解位点的远端裂解〔4〕，将PS -1裂 解为30 000和20 000两个稳定的片段。PS-2上的Volga-German突变会引起caspase-3 PS-2片段增加，但PS-1突变不会导致caspase-3 PS-1片段出现有意义的变化。
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二、突变型PS的形态学研究
PS-1分布于所有脑区,包括海马、小脑和大脑皮质等，以神经元及其树突染色最强，神经胶质细胞和血管也有弱染色。在神经元中,新皮质的大锥体细胞、海马锥体细胞、基底前脑大神经元、脑干运动神经元和某些中间神经元染色特别强。免疫电镜显示,PS-1位于内质网亚区(subdomain)和高尔基体中间腔、某些膜包的转运小泡以及核膜和细胞膜表面。PS-1 和PS-2全长主要分布于内质网，而它们的NTF和CTF则主要位于高尔基体。就神经元的突起而言，PS-1和PS-2主要位于树突内，呈小囊泡结构，轴突内很少，但与PS-1相比，PS-2在轴突内更多〔5〕。
三、PS及突变型PS的功能
PS-1功能丧失的小鼠，胚胎不能存活，中轴骨骼不能形成，中枢神经系统发育不全，但PS-1突变体，如A246E，可改善这些现象，表明PS及其突变体均有促进胚胎生长发育的功能。PS和着丝点一样存在于核内膜的核浆面，提示PS在染色体组构及其分离方面可能起作用。在家族性AD，有缺陷的PS引起有丝分裂染色体错误分离，导致细胞凋亡和(或)21号染色体三倍体镶嵌〔6〕。
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PS-1与sel-12同源，后者是秀丽隐杆线虫(caenorhabditis elegans)蛋白，调节Notch信号通路。Notch被配体激活后，其细胞内域(intracellular domain)的水解与释放需要 sel-12〔7-9〕。同时，在发育过程中sel-12可促进lin-12/Notch和glp-1/Notch 跨膜受体的活性以及由lin-12/Notch受体家族介导的信号转导〔10〕。野生型(wt)人类PS-1和PS -2可补救缺乏sel-12的秀丽隐杆线虫的产卵不足，而与家族性AD有关的突变体却降低了这种挽救功能。
通过免疫沉淀法和蛋白印迹法分析证实,APP免疫沉淀与PS一致;野生型和突变型PS蛋白均可在活细胞内与APP形成PS-APP复合物,能被APP或PS抗体标记, 并且，由PS抗体所联合沉淀的APP的量，既和APP基因所表达的水平成比例，也和PS基因所表达的水平成比例。用brefeldin A处理或经20℃孵育并不阻碍PS-APP复合物的形成。此外,APP羧基末端域缺失也不影响PS-APP复合物的形成，提示这一过程发生在内质网上。将野生型或突变型PS-1基因(M146L,C410Y)及野生型或突变型PS-2基因(M239V)转染中华仓鼠卵巢(CHO )细胞,后者可过度表达β-APP。相对分子质量为43 000～45 000的PS-1全蛋白用N-端放射序列法证实，PS-1在内质网快速被处理(t1/2=40 min),成为稳定的片段;野生型和突变型 PS-2全蛋白表现出相似的半衰期(1.5 h)。然而，它们的蛋白内水解片段既有突变特异性的差别,也有细胞类型特异性方面的差别。通过定量免疫沉淀法和酶联免疫吸附法证实,突变型PS-1和PS-2均导致βA42增加1.4～2.5倍。将人类PS基因(A246E)和APP基因同时转 染细胞和制备转基因鼠发现,在这两种模型中,野生型PS基因并不改变APP水平、α-分泌酶(secretase)和β-分泌酶活性及βA产量，而突变型PS-1和PS-2引起转染细胞中βA42大量增 加；同样,是突变型而不是野生型PS-1转基因鼠脑内βA42过度产生,这种现象在2 ～4月龄的转基因鼠脑内就能发现,不过βA42增加的程度与PS表达的水平不一致。但在病理学上均表现为β -淀粉样沉淀，在行为学上表现为记忆损害。因此，有人认为靶向PS-1突变位点的药物可抗淀粉生成(anti-amylogenic)，有治疗AD的潜在作用〔11,12〕。
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应用酵母双杂交体系统(yeast two-hybrid system)使来自PS和APP的不同亲水域在酵母内联合表达，结果表明，PS和APP之间不存在任何通过亲水域而产生的直接相互作用，提示它们之间的作用可能是间接的,或要求某种合适的构造或亚单位结构。近来有学者认为，PS-1有可能是γ-分泌酶唯一的diaspartyl辅助因子，或其本身就是γ-分泌酶。
PS在神经元可塑性及细胞凋亡方面也有作用。将编码人类全长PS-2的cDNA结构稳定地转染大鼠PC12细胞，以小鼠bcl-X(L)基因作为对照，发现PS-2过度表达使PC12对凋亡刺激，如星形孢菌素(staurosporine)、去营养因子、βA及过氧化氢等敏感性增加。相反，bcl-X(L)过度表达则有意义地降低由上述刺激所引起的细胞凋亡，表明PS-2功能之一可能是参与调节细胞的生存性。另外，由PS-2所引起的细胞凋亡对百日咳毒素敏感，表明有异三聚三磷酸鸟苷(heterotrimeric，GTP)结合蛋白参与。PS-2突变体的这种增强凋亡活性分子的作用，加速了AD患者脑的退行性过程，导致家族性AD具有发病早的特点。PS-1突变体则可能增加由于连环蛋白(β-catenin)稳定性下降所致的神经元凋亡，同样使人易患早发性AD 〔13〕。
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有人选用野生型PS-1或敲除(knockout,KO)PS-1的小鼠胚胎成纤维细胞及稳定地转染了野生型或突变型PS-1的CHO细胞间断地Iodixanol梯度分馏。APP CTF在KO小鼠成纤维细胞的内质网和高尔基体均明显增加，并且在KO小鼠脑组织中也有相似的增加，但没有检测到APP全长在亚细胞的分布变化。在CHO细胞，小部分APP主要是N-糖基化的异构体，在内质网和高尔基体与PS-1形成复合物。用酶联免疫吸附法分析发现，这些片段中βA 42在内质网是主要的βA(βA42∶总βA=0.5∶1.0)，而βA42和βA40 的绝对水平在高尔基体均较高(βA42∶总βA=0.05∶0.16)。突变型PS-1明显提高高尔基体中βA 42的水平〔14〕。这些结果揭示，PS-1和APP在内质网和高尔基体中可相互作用。这些部位固有的γ-分泌酶处 理APP CTF需要PS-1。PS-1突变体主要增加高尔基体样囊泡中βA42的水平。
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用PS-1 M146V敲进(knockin，KI)小鼠海马神经元做培养，它增加了对谷氨酸所引起死亡的易感性。这与Ca2+体内平衡受干扰、氧化应激提高、线粒体功能丧失有关。 抑制Ca2+内流或释放及抗氧化剂能保护神经元免遭PS-1突变体引起的兴奋毒易感作 用。这些发现表明，基因异常导致AD及兴奋毒易感神经元溃变，提示了治疗的新途径。
PS-1和PS-2的亲水环之间也可通过非肌性细丝蛋白(nonmuscle filamin或actin-binding protein 280,ABP280)和同结构丝蛋白(filamin homolog 1,Fh1)相互作用。这些介导PS之间相互作用的蛋白可能参与AD的发病〔15〕。此外，PS调节神经元K+通道的 表达，而突变体则导致神经元兴奋性发生变化，可能是引起AD认知功能下降的一个原因。突变型PS还抑制胆碱能神经元神经递质的合成，提示具有调节神经元表型的作用。
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四、突变型PS与AD的发病
已知AD发病与3个基因的突变有关，即APP、PS-1、PS-2。在这3个基因中，哪一个更 为重要呢？突变型APP(K670N，M671L)转基因鼠(Tg2576)在早期βA水平已明显提高，到9～12个月在其皮质和海马的细胞外形成AD型βA沉淀。但Tg2576与突变型PS-1 M146L转基因鼠交配的后代形成βA沉淀的时间，要比同窝出生的仅有突变型APP转基因的动物早得多，并且在有明显βA沉淀以前，这种双倍转基因鼠已经表现出脑内βA42(43)选择性地增 加41%〔16〕。有人采集了208个白人AD患者的血标本及185个相应年龄的老年人血标 本作对照(患者及对照者的平均年龄分别为77.2岁和72.0岁)，用PCR检测PS-1基因3'内 含 子到8外显子以内的多态性与AD之间的关系。结果发现，PS-1基因的1等位基因的纯合性与 迟发性AD的双倍危险性有关(OR为1.97，95%可信限1.29～3.00)。在白人中由于该基因座为纯合性而导致 AD的比例是22%，与apoE4所致AD在白人中的比例大致相仿〔17〕。
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突变型PS-1降低神经细胞对NGF的反应性，可能是其携带者神经退行性变化和细胞死亡的一个原因。体外培养AD患者皮肤成纤维细胞，用Northern印迹法分析PS-1 mRNA的表 达情况，结果为AD患者的PS-1 mRNA水平较非痴呆对照者显著增高(P<0.01)，并发现P S-1 mRNA水平在AD发病早期升高，随着病程进展逐渐下降，这对AD的早期诊断具有意义。利用 标记PS-1氨基末端的单抗，测定来自非神经系统疾病患者的脑组织和AD、脑梗死患者的脑组织 。结果显示，非神经系统疾病患者脑组织没有阳性染色，AD患者脑组织神经元内NTF和神经纤维网 (neuropil)有阳性染色，脑梗死患者脑组织某些巨噬细胞呈阳性染色。此外，病理研究表明，PS -1的CTF在SP中呈阳性，而NTF则与细胞内和树突内的NFT结合，可能在AD tau蛋白磷酸化方面起作用〔18〕。
突变型PS与AD发病有关是近年来AD研究的重大进展，它为全面揭示AD的发病机制打开了新的思路，为AD治疗方法及治疗药物的研究开辟了新的领域。接下来应进一步弄清PS与APP及apoE4之间的确切关系以及PS在AD发病中的确切地位。同时也应该看到，这些基因座突 变大约仅占AD基因病因学的50%，甚至有人研究认为，PS-1多态性与AD病理变化，如SP和NFT之间没有关系，与AD发病年龄、疾病持续时间也没有关系，在PS-2基因未发现与疾病有关的突变等。这预示着AD的发病不是一个简单的过程，而是有许多因素“交织”在一起。现在当务之急是要找出谁是主因、前因。突变型PS会不会就是这个疾病的主因和前因呢？
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作者单位：罗焕敏(510632 广州市，暨南大学医学院药理学教研室)
宿宝贵(解剖学教研室)
张冀民(Center for Neurologic Disease, Brigham Women's Hospital, Boston, MA, USA)
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