阿滋海默症檢體中醛加合物對 β-類澱粉蛋白之產生、修飾和自體免疫的改變

目的：阿滋海默症 (AD)好併發於多種疾病，包括代謝異常在內。代謝症候群 (MetS) 患者經常表現出高血糖和異常血脂，這會導致醛加合物，如丙烯醛和 4-羥基壬烯醛 (HNE) ，在血液和大腦中的胜肽上形成。不過，MetS與 AD 之間的病理生理學關聯仍不清楚。澱粉樣蛋白-β (Aβ) 是 AD 的標誌之一，其產生與由MetS引起的脂質過氧化導致丙烯醛和 HNE 加合物的形成相關。本研究的重點是想進一步了解 Aβ、醛加合物（丙烯醛和 HNE）和對應的自體抗體（IgG 和 IgM）在MetS和AD發展過程中的相互作用。
方法：我們使用了在neuro-2a 細胞中表達的瑞典和印第安納澱粉樣前體蛋白 (APP-Swe/Ind) 突變的 AD 細胞模型和 3xTg-AD 小鼠模型。收集臨床數據和人血清（對照組和 AD組）樣本。根據對照組和AD組中是否有MetS，將人類樣本進一步分為四組。使用免疫熒光顯微鏡、組織化學、免疫沉澱、免疫墨點和/或 ELISA 檢查樣品以分析 APP、Aβ、丙烯醛和 HNE 加合物。丙烯醛和 HNE用於體外修飾合成的 Aβ1-16和 Aβ17-28 胜肽，並使用液相層析串聯質譜儀 (LC-MS/MS) 確認。使用天然的和醛修飾的（丙烯醛和 HNE）Aβ胜肽測定血清中特定自體抗體 IgG 和 IgM 的濃度。並分析了潛在生物標誌物之間的相關性和診斷能力。
結果：與對照組相比，AD 模型（細胞、小鼠和人類檢體）中的丙烯醛加合物濃度升高，而所有患病組的 HNE 加合物濃度增加。此外，在 3xTg-AD 小鼠血清、腦裂解物和人血清中發現 APP 羧端片段 (APP-CTF) 和 Aβ寡聚體具有丙烯醛加合物。丙烯醛和 HNE 加合物的含量與作為MetS指標的空腹三酸甘油酯和血糖呈正相關，與高密度脂蛋白膽固醇呈負相關。與對照組相比，代謝紊亂組的丙烯醛和 HNE 加合物含量顯著增加。一個有趣的發現是，AD-M 組的抗丙烯醛-Aβ自體抗體，尤其是 IgM，遠低於MetS組，這表明在從MetS到 AD 的發病過程中，針對丙烯醛加合物的特異性抗體可能會降低。相反，患病組的大多數自體抗體含量較高，可識別天然的或 HNE 修飾的 Aβ。然而，對於高血糖和 AD，HNE 加合物在診斷能力方面優於 Aβ。此外，與高血糖組相比，高血糖 AD 組的 HNE-Aβ胜肽含量更高，對應的自體抗體（最顯著的是 IgM）更低，這表明從高血糖到 AD 的發病機制中存在免疫破壞。
結論：丙烯醛和HNE的加合反應可能是代謝失衡引起的，但這種作用通常會被自體抗體中和。當這些自體抗體不足時，MetS可能導致 AD。根據數據，我們得出結論，血清中的丙烯醛加合物似乎比Aβ和 HNE等為更好追踪MetS和 AD 發病機制的生物標誌物。丙烯醛和 HNE 加合物與由此產生的自體抗體可能是 AD 免疫治療和診斷的潛力生物標誌物，特別是當MetS是一種合併症時。