多肽合成仪在帕金森研究中的应用

Jody Mason博士在美国JBC上发表文章，验证了构建抗α-Syn聚集肽抑制剂的方法，而且为潜在的药物候选分子提供了一种很有前途的肽序列。梅森博士评论道：“使用CEM公司的Liberty Blue做多肽合成实验，它能够快速合成研究所需的多肽，节省了我们大量的成本和时间，我们也愿意尝试更多的研究，面对更多的风险和挑战。Liberty Blue是我们实验室的一个很好的补充，我强烈建议其他研究人员使用这个系统。”

帕金森病是神经系统的一种渐进性疾病，约占所有痴呆症的15%。多见于老年人，据国内权威机构统计，我国65岁以上人群患病率大约是1.7%，并随年龄增长而升高，据推算，目前国内帕金森病患者已经超过220万。

目前的医学水平对这一病理改变的准确病因仍不清楚，也没有一个明确的诊断方法（主要依靠病史、临床症状及体征），目前药物治疗是最主要的治疗手段，手术治疗是药物治疗的一种有效补充。应用的治疗手段虽然不能阻止病情的进展，也无法治愈疾病，但能改善症状，有效的提高患者的生活质量。

对于这个“老大难”，各大药厂使出浑身解数，近几年，上市了几款帕金森新药，像奥匹卡朋（Opicapone）、GOCOVRI （缓释金刚烷胺）等，但对于这个渐进性的疑难病来说，仍未突破既往的作用靶点。迫于研发难度和资金压力，全球最大制药公司辉瑞在2018年年初宣布，将放弃研发治疗阿茨海默症和帕金森症的新药，裁撤时间科学研究和早期发展项目约300个相关职位，足可见研发帕金森类药物的困难程度。

帕金森的病理特征是蛋白质团簇的形成，这些蛋白质称为路易体。 α-Syn（一种突触前神经元蛋白质）作为路易体的主要成分，与帕金森病有密不可分的联系，因此引起了科学界极大的兴趣。 目前的研究表明，α-Syn通过中间可溶的寡聚构象(称为原纤维)来帮助路易体。 而这些原纤维在神经元包涵体中沉积，然后通过影响细胞内靶标和突触功能而导致细胞死亡。

之前的研究已经证明，α-Syn的71-82区域负责整个140 mer蛋白的聚集。但是梅森博士的小组指出，早发性帕金森病相关的突变是在该蛋白质的另一个片段中发现的。在观察到大多数突变后，发现该突变位于或非常接近46-53区域，他们选择根据这个肽段检测一个10聚体，具体而言，他们创建了45-54序列的209952个成员库，其中包括已知的突变，以及如图1所示的一系列可选的残基选择。然后用多路复用的细胞内蛋白片段互补分析法(PCA)筛选该多肽库。在此基础上，从文库中筛选出约200个候选基因。随后，在序列选择生长条件下进行了基于竞争的主成分分析，阐明了生长速率的差异。竞争主成分分析从最初发现的200个α-Syn结合剂中获得了一个最有前途的序列，可以通过测序来确定。

图1.α-Syn(TOP)的45-54原生型序列被用来建立一个209952个成员肽库。包括与早发帕金森病相关的残基位置和选项(下划线和粗体表示部分)。

从竞争的PCA循环中鉴定的前导肽候选物能够与疾病相关的原生型α-Syn结合并降低淀粉样蛋白的形成超过90%。梅森博士然后利用固相多肽合成技术原生型45-54，α-Syn肽(作为对照)和PCA衍生肽候选物，研究其对140聚体原生型α-Syn结合的影响。从PCA研究中得到的肽能够防止原生型α-Syn在1:1化学计量下聚集，与原子力显微镜（图2）和THT染料结合试验一起证实，圆二色性实验证实几乎完全预防了多肽的β折叠二级结构。正如预期的选择方法，抑制剂也导致与α-Syn聚集相关的毒性大幅度降低。因此，该研究不仅验证了构建抗α-Syn聚集肽抑制剂的方法，而且为潜在的药物候选分子提供了一种很有前途的肽序列。

图2. 左边显示的是α-Syn蛋白形成的毒性淀粉样纤维的原子力显微镜图像。这些都是在帕金森病患者的大脑中发现的。右边是与新衍生肽混合的同一蛋白质。多肽结合在α-Syn蛋白中的粘性部分，几乎完全阻止了纤维的形成。

梅森博士在2013年底开始使用CEM的 Liberty Blue™多肽合成仪。该系统使他能够快速合成研究所需的多肽。相较于之前购买多肽，现在能够节省大量的成本和时间，这对他的工作来说是非常有价值的。另一个好处，梅森博士不再关心是否有足够的肽材料用于实验问题，因为现在他可以快速有效地制造更多的肽。梅森博士评论道：“自从有了Liberty Blue，我们愿意尝试更多的研究，并能面对更多的风险挑战。Liberty Blue是我们实验室的一个很好的补充，我强烈建议其他研究人员使用这个系统。”

Jody Mason博士发表的文章：

Intracellular Screening of a Peptide Library to Derive a Potent Peptide Inhibitor of a-Synuclein Aggregation

Journal of Biological Chemistry, 2015, 290 (12), 7426–7435

DOI: 10.1074/jbc.M114.620484