阿尔茨海默病中BACE1相互作用蛋白筛选及功能分析

目的 β淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1 （β-site APP cleaving enzyme 1， BACE1） 是阿尔茨海默病 （Alzheimer’s disease， AD）中淀粉样斑块形成的限速酶，其表达水平与活性在AD发生发展中起到关键作用。BACE1的相互作用蛋白可以通过直接结合、间接结合、参与各种细胞信号转导通路等方式，直接或间接在BACE1的转录、翻译、修饰、胞内运输等各个环节对BACE1进行调节，从而参与AD的发生与疾病的进程。本研究拟筛选并验证BACE1的相互作用蛋白，为进一步深入阐明淀粉样斑块形成的机制提供新的依据。方法 采用免疫共沉淀 （co-immunoprecipitation，Co-IP）与质谱联合应用的技术富集并鉴定AD模型小鼠海马组织中BACE1的相互作用蛋白，通过生物信息学分析筛选与BACE1有潜在相互作用的蛋白质，采用Co-IP实验及免疫荧光共聚焦技术进行初步验证，并探究BACE1相互作用蛋白在AD细胞模型中蛋白质表达水平变化。结果 本研究在AD组中共鉴定到与BACE1相互作用的差异表达蛋白614个。基因本体（GO）富集分析显示，AD组BACE1相互作用蛋白主要参与细胞内信号转导、靶向高尔基体囊泡的转运、浦肯野细胞层发育等生物学过程；京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析显示，AD中BACE1相互作用蛋白主要参与了PI3K-Akt信号通路、mTOR信号通路等神经退行性疾病相关通路。通过构建BACE1相互作用蛋白网络，筛选了12个可信度较高的相互作用蛋白，其中NSF、NUMB、HSP90aa1、SNAP91为首次发现的BACE1相互作用蛋白。经进一步验证，发现NSF与BACE1存在相互作用，并且在AD细胞模型中NSF表达水平上调。结论 BACE1相互作用蛋白参与多种AD相关生物途径及信号通路，NSF为新鉴定到的BACE1相互作用蛋白，与BACE1存在相互作用。NSF在AD细胞模型中表达水平上调，预测NSF与BACE1蛋白间相互作用参与调节AD疾病的进程，为疾病的机制研究提供新的靶点和方向。