學位論文
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Item 使用Aβ折疊報告細胞篩選靶向ERK及AMPK/EEF2K訊息的合成化合物作為新穎阿茲海默症治療策略(2023) 祁舜慈; Chi, Shun-Tzu阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)是一種與年齡相關的神經退化性疾病，會逐漸的破壞記憶力以及學習能力，其主要病理特徵有大腦中β-澱粉樣蛋白(Aβ)堆積形成的斑塊，以及過度磷酸化tau蛋白所形成的神經纖維纏結。其中Aβ的堆積會損害神經元的突觸可塑性、增加細胞內的活性氧物質，並對神經元造成損害，因此開發AD藥物的其中一種方法，便是防止Aβ的堆積或阻斷Aβ寡聚體的神經毒性。研究有發現，在AD患者的CA1腦區中，編碼核糖體蛋白的基因受到異常的調節，其中與蛋白質的合成有關的真核延伸因子2 (Eukaryotic elongation factor 2, EEF2)在AD疾病中出現下調。EEF2在神經元的存活中起到重要的作用，可維持突觸可塑性。在真核細胞轉譯的過程中，EEF2的活性受到嚴格的控管。真核延伸因子2激酶(Eukaryotic elongation factor 2 kinase, EEF2K)藉磷酸化EEF2的T56位點抑制其活性，來調控轉譯的過程。EEF2K的活性受多種訊息路徑調控，如AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)及細胞外訊息調節激酶(Extracellular-signal regulated kinase, ERK)。AMPK的訊息傳導可透過磷酸化S398位點來活化EEF2K，促使EEF2磷酸化失活，從而減少蛋白質合成；而ERK可透過磷酸化S366位點來抑制EEF2K的活性，使EEF2去磷酸化活化，來促進蛋白質的合成，如：腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)。本論文利用Aβ折疊報導細胞Aβ-GFP SH-SY5Y細胞，探究吲哚衍生物(Indole derivatives: NC009-1, -3, -6, -11)及香豆素衍生物(Coumarin derivatives: LM-016, -021, -022, -036)，改善Aβ錯誤折疊的情形及神經保護作用。在八種測試的化合物中，除NC009-3外，所有化合物均符合Lipinski預測口服生物利用度的標準。根據計算出的極性表面積和血腦屏障滲透評分，八種化合物皆被預測為可滲透血腦屏障。所檢測的化合物皆可改善Aβ的錯誤折疊以及相關的氧化壓力。此外，前處理NC009-1、NC009-6及LM-021、LM-036可有效降低凋亡蛋白酶-3/6以及抑制乙醯膽鹼酯酶(Acetylcholinesterase, AChE)的活性，並促進神經突生長。接下來，為了解化合物促進細胞中蛋白質合成之作用機制，使用嘌呤酶素標定的轉譯的表面傳感(Surface sensing of translation, SUnSET)分析法，發現NC009-1、LM-021及LM-036的處理可增加細胞中新合成的蛋白質。此外，NC009-1增加了p-ERK (T202/Y204)和p-EEF2K (S366)的表達，LM-021降低了p-AMPK (T172)和p-EEF2K (S398)的表達，而LM-036同時作用於兩條途徑，增加EEF2K的S366磷酸化並減少S398磷酸化，從而導致EEF2K活性降低。隨後對應的p-EEF2 (T56)抑制活性的降低，增強了p-CREB (S133)及其下游BDNF、BCL2蛋白的表達，並促進神經突生長。研究結果可作為開發新穎且有潛能的阿茲海默症治療策略的參考。