AbcamAlzheimer’s disease (AD) 연구 tool


Alzheimer’s disease (AD) 연구 tool


 알츠하이머는 2018년 전 세계적으로 약 5천만 명이 겪고 있는 치매의 가장 흔한 형태로 알츠하이머를 겪는 인구가 2050년에는 1억 5천 5백만 명에 달할 것으로 예상이 됩니다. 알츠하이머의 신경 병리학적인 특징으로는 뉴런의 외부와 내부에 amyloid plaques 가 축적되는 것과 신경 섬유가 엉키어 tangles 를 형성하는 것으로 확인이 됩니다.

알츠하이머 질병과 병리 생리학에 대해 자세히 살펴보고, 연구에 필요한 antibody, kit, reagent 에 대한 정보를 확인하실 수 있습니다.


Alzheimer’s disease pathway


The role of astrocytes in neurodegenerative disease

 NYU Langone Medical Center 의 신경 과학 및 생리학과 조교수인 Shane Liddlelow 의 알츠하이머 및 기타 신경 발생 질환에서 성상 세포(Astrocytes)의 역할에 대해 자세히 알고 싶다면, 아래의 동영상을 click 해주세요. Liddelow 교수는 알츠하이머에 반응하는 성상 세포의 역할, 반응성, 성상 세포 유도 메커니즘, 만성 신경 퇴행성 질환에서 성상 세포의 기능을 포함하는 다양한 주제를 다룹니다. 또한 신경 퇴행에서 성상 세포 반응의 활성화에 있어서 미세 아교 세포의 역할을 조사하는 그의 최근 연구 중 일부를 소개합니다.


Recombinant monoclonal antibodies for Alzheimer’s disease research

 AD 연구를 위해 재조합 단일 클론 항체를 사용하여 일관성 있는 실험 결과를 얻으실 수 있습니다. abcam 에서 제안하는 베스트셀러 제품을 소개합니다.

Recombinant Anti-Tau antibody [E178] (ab32057)
Recombinant Anti-Tau antibody [EPR22524-95] (ab254256)
Recombinant Anti-beta Amyloid 1-42 antibody [mOC64] - Conformation-Specific (ab201060)
Recombinant Anti-Amyloid Precursor Protein antibody [Y188] (ab32136)
Recombinant Anti-BACE1 antibody [EPR19523] (ab183612)
Recombinant Anti-Apolipoprotein E antibody [EPR19392] (ab183597)
Recombinant Anti-TREM2 antibody [EPR20243] (ab209814)

 

Beta-amyloid and tau

 베타-아밀로이드와 타우는 AD 연구의 가장 큰 비중을 차지합니다. AD 진행에서 베타-아밀로이드 및 타우의 역할에 대해 자세히 알아보고 연구에 사용 가능한 제품에 대해 알아봅시다. 건강한 아밀로이드 전구체 단백질 (APP) 은 alpha-, beta-, gamma secretase 의 순차적인 작용을 통해 병원성 beta-amyloid peptide 로 cleavage됩니다. 유사하게 타우 단백질은 GSK3 및 다른 kinase 에 의해 과인산화되어 먼저 한 쌍의 나선형 필라멘트 및 신경 섬유의 엉킴 (NFTs, neurofibrillary tangles) 을 형성합니다.


Beta-amyloid in Alzheimer's disease

 알츠하이머는 뇌에 신경 독성 Aβ plaques 가 존재한다는 특징이 있습니다. 이들 플라크는 자발적으로 soluble oligomers로 조립되는 monomeric Aβ에 의해 형성이 되며, 이는 함께 무리를 지어 insoluble fibrils 를 형성합니다. 알츠하이머의 병리학에서 soluble oligomers 와 insoluble fibrils 의 역할에 대한 증거가 있으나 정확히 어떤 부분에서 기여를 하는지에 대해서는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 이제부터 아밀로이드 전구체 단백질(APP)에서 Aβ peptide의 생성과 Aβ peptide의 구조적 변이가 알츠하이머의 복잡한 병리와 어떻게 관련이 있는지를 소개합니다.


APP processing

 Aβ peptide는 효소 복합체 α, β 및 γ- secretase 에 의한 아밀로이드 전구체 단백질(APP)의 단백질 분해 절단에 의해 생성됩니다. APP 절단은 두 가지 다른 경로를 통해 발생합니다 (그림 1). 비-아밀로이드 성 경로는 유익한 신경 영양 효과를 제공하고 아밀로이드 성 경로는 신경 독성 Aβ peptide를 생성합니다. 아밀로이드 생성 경로를 통해 형성된 Aβ peptide 는 잘못 접히고 응집되어 알츠하이머의 병리에 기여하는 aggregates를 형성 할 수 있습니다.


Figure 1. The non-amyloidogenic and amyloidogenic pathways of APP processing


Small moleculeabIDActivity
β-Secretase Inhibitor II (Z-VLL-CHO)ab146640Peptidyl β-secretase inhibitor (reversible). Corresponds to the VNL-DA cleavage site on APP.14
AZD3839ab223887Potent and selective BACE-1 inhibitor (K= 26.1 nM), about 14-fold selectivity over BACE-2 (Ki = 372 nM).15
Lanabecestat (AZD3293)ab223888Highly potent BACE-1 inhibitor with IC50 = 610 pM (primary neuron cultures from mice), 310 pM (primary neuron cultures from guinea pigs), and 80 pM (SH-SY5Y cells over-expressing AβPP).16
Loganinab143653Selective β-secretase inhibitor. Shows neuroprotective effects against Aβ(25-35)-induced cell death.17
LY2886721ab223886Potent and selective BACE-1 inhibitor (IC50 = 20.3 nM for recombinant hBACE-1).18
Nilvadipineab141311Potent Ca2+ channel blocker that promotes Aβ clearance from the brain and reduced tau hyperphosphorylation.19
Verubecestat (MK-8931)ab223883Selective, potent β-secretase 1 inhibitor (IC50 = 13 nM).20


Table 1. Commonly used inhibitors targeting β-secretase and Aβ production.


TargetTarget
Beta-amyloidBeta-amyloid peptide (1–42, human)
Near-infrared fluorescent Aβ probes
Conformation-specific amyloid beta antibodies
See all beta-amyloid products
β-secretaseAnti-BACE1 antibody
β-secretase activity assay kit
See all β-secretase products


Table 2. Recommended tools to study Aβ in Alzheimer's disease.

 

Conformational variation of beta-amyloid

  알츠하이머에서 Aβ 의 역할을 이해하는 데있어 한 가지 장벽은 뇌의 Aβ와 환자의 인지 능력 사이의 상관 관계가 없다는 것입니다. 예를 들어, Aβ 응집을 보이는 일부 환자는 알츠하이머 증상이 전혀 나타나지 않습니다. 알츠하이머의 이종성에 대한 해답은 Aβ의 구조적 변이에 있을 수 있으며, 이는 segmental polymorphism 으로 알려진 과정에서 polymorphic Aβ oligomers를 형성 할 수 있습니다. Beta sheet 를 형성하는 segments 는 섬유소 구조에 따라 다릅니다. 따라서 프리온 질환 (prion disease)과 마찬가지로 구조적으로 다른 Aβ의 독특한 형태가 알츠하이머 질환 환자의 뇌에 다른 장소와 다른 시간에 축적이 될 가능성이 높습니다. 그러나 아직 어떤 유형의 축적물이 질병의 인지 증상과 더 밀접하게 관련되어 있는지는 확실하지 않습니다.

 

Conformation-specific amyloid beta antibodies

 Aβ 구조적 변화의 생 의학적 중요성을 뒷받침하는 증거가 증가함에 따라, conformation-specific Aβ imaging 시약은 향후 알츠하이머 연구의 중심 역할을 할 것입니다. Abcam 은 Gharless Glabe 교수 (UC Irvine)와 공동으로, 아밀로이드 구조의 형태 적 변화를 구별 할 수있는 Aβ 1-42 fibrils 에 대한 rabbit monoclonal antibody 를 개발했습니다.

  • Human Aβ (1–42) fibril 을 immunogen 으로 사용
  • 높은 결합력과 특이성의 특징을 갖는 Rabbit monoclonal antibodies
  • Dot blot 과 IHC-P 실험에 검증
  • The Journal of Biological Chemistry 에 게재됨


Antibody nameAntibody IDHuman Alzheimer's brain specificity shown by IHC**Alzheimer's mouse model brain specificity shown by IHC
Anti-amyloid fibril antibody [mOC22] - conformation-specificab205339Frontal cortex plaquesLayer V cortical and CA1 pyramidal neurons
Anti-beta amyloid 1-42 antibody [mOC23] - conformation specific ab205340Subset of frontal cortex plaquesHippocampal plaques
Anti-beta amyloid 1-42 antibody [mOC31] - conformation-specificab201059Vascular amyloid depositsN/A
Anti-beta amyloid 1-4 antibody [mOC64] - conformation-specificab201060Frontal cortex plaquesN/A
Anti-amyloid fibril antibody [mOC78] - conformation specificab205341Intracellular/nuclear, frontal cortex plaquesLayer V cortical neurons
Anti-amyloid fibril antibody [mOC87] - conformation-specificab201062Frontal cortex plaquesLayer V cortical neurons (intracellular deposits)
Anti-beta amyloid 1-42 antibody [mOC98] - conformation-specificab201061Frontal cortex plaquesLayer V cortical neurons (intracellular deposits)
Anti-amyloid fibril antibody [mOC116] - conformation specificab205342Frontal cortex plaquesLayer V cortical neurons, hippocampal plaques


Table 3. Antibody reactivity in human and mouse Alzheimer's disease brain.

 

Conformation-specific Aβ antibodies 보러 가기!


Tau in Alzheimer's disease


Function of tau

 정상적인 상황에서 tau는 미세 소관 안정화에 관여하는 미세 소관 관련 단백질 (MAP)입니다. 그러나 그것은 알츠하이머를 포함한 특정 퇴행성 신경 질환에서 중요한 역할을 하는 다 기능성 단백질 입니다. Tau 는 중추 신경계 (CNS)와 말초 신경계 (PNS) 내에서 뉴런, oligodendrocytes 및 성상 세포에서 발현되는 highly soluble 단백질입니다. 그것은 주로 소관 중합 및 안정화를 조절하는 축삭 (axons)에서 발견됩니다. 그러나 결합 파트너의 광범위한 선택은 출생 후의 뇌 성숙, 축삭 수송 및 신호 전달의 조절, 열 충격에 대한 세포 반응 및 성인 신경 발생을 포함한 여러 기능을 가지고 있다고 알려져 있습니다.


Role of tau in Alzheimer's disease

 플라크 및 세포 내 NFTs 의 축적 (Figure 3)은 알츠하이머의 증상과 상관 관계가 있으며 뉴런 손상 및 사망을 초래할 수 있습니다. 알츠하이머에서, 세포 내 soluble Aβ의 상승은 tau 의 비정상적인 인산화 및 soluble monomeric 형태의 미세 소관으로부터의 방출을 초래합니다.  Aβ 와의 반응으로 tau 는 축삭에서 뉴런의 somatodendritic compartments 로 재배치 됩니다. 증가 된 fyn은 수지상 척추에서 타우의 상승을 동반하여 흥분성 GluN2B NMDA 수용체의 인산화 및 안정화 유발합니다. 칼슘에 의해 유발 된 흥분 독성은 시냅스 후 부위를 손상시키고 미토콘드리아 Ca2 + 과부하, 막 탈분극, 산화 스트레스 및 세포 자멸사 세포 사멸을 유발할 수 있습니다. 칼슘에 의해 유도된 흥분 독성은 phost-synaptic sites 를 손상시킬 수 있습니다. 알츠하이머 질환의 치료를 위해서 tau 를 직접적으로 targeting 하거나 fyn19의 수지상 수준을 감소 시키는 방법으로 Aβ 유도된, tau 의존적인 NMDA 수용체 활성을 억제하는 것으로 접근해볼 수 있습니다.

 

Figure 3. Formation of neurofibrillary tangles (NFTs) by the tau protein in tauopathies such as Alzheimer’s disease. Under pathological conditions, tau becomes hyperphosphorylated and detaches from microtubules. Phosphorylated tau then aggregates to form paired helical filaments (PHFs) and neurofibrillary tangles (NFTs).

 

Antibodies and kits for tau research


Total tau detection

 타우는 정상적인 뇌에서는 soluble 형태로 발견되지만 알츠하이머 병에서는 응집되어 불용성으로됩니다. 아래 표에서 total tau 를 검출하기 위한 BSA, Azide-free antibody, antibody panel, ELISA kit 의 제품을 확인하실 수 있습니다.


ReagentabIDRecommended product
Total tau antibodyab80579Anti-Tau antibody [TAU-5] - BSA and Azide free
Tau antibody panelab226492Tau Research Antibody Panel
ELISAab210972Human Tau ELISA Kit


Table 4. Tools to detect total tau.

 

Tau phosphorylation

 타우의 기능은 인산화에 의해 결정되며, 이 조절이 잘못되면 국소화, 응집 및 뉴런의 사망을 초래합니다. 다양한 형태의 phosphorylation 된 tau 를 확인하기 위해 아래의 제품을 사용하실 수 있습니다.


Phosphorylation siteabIDRecommended product
Serine 202 and threonine 205ab210703Anti-Tau (phospho S202 + T205) antibody [EPR20390]
Threonine 231ab151559Anti-Tau (phospho T231) antibody [EPR2488]
Serine 262ab64193Anti-Tau (phospho S262) antibody
Serine 396ab109390Anti-Tau (phospho S396) antibody [EPR2731]
Serine 422ab79415Anti-Tau (phospho S422) antibody [EPR2866]


Table 5. Tools to study tau phosphorylation.

 

다양한 종류의 phosphorylated tau antibody 를 확인하세요!


만약 다양한 종류의 phophorylated tau antibody 가 소량 씩 필요하신다면, antibody panel 제품이 있습니다.

Tau antibody panel (ab226492)


Tau aggregation inhibitors

 응집 된 타우는 알츠하이머와 연관되어 있습니다. 아래에 소개된 강력한 tau 응집 억제제로 신경 섬유의 tangles 형성을 효과적으로 억제할 수 있습니다.

 

Small moleculeabIDActivity
TRx0237 mesylate (LMTX)ab223882Reduces tau pathology and reverses behavioral impairment in mice. Active in vitro and in vivo.55
AZD2858ab223889Selective GSK-3 inhibitor (IC50 = 68 nM) of tau phosphorylation at the S396 site.56
INDYab223890ATP-competitive Dyrk1A inhibitor capable of reversing tau phosphorylation.57
GSK-3β Inhibitor VIIab145937Cell-permeable, non-ATP competitive GSK-3β inhibitor (IC50 = 0.5 µM).58
YM-01 (YM-1)ab146423Allosteric Hsp70 modulator which potently reduces aberrant tau levels (EC50 ~ 0.9 μM).59


Table 6. Tau inhibitors.




Tau and neuroinflammation

 신경 질환에서 misfolded protein 과 신경 염증 사이에는 복잡한 상호 작용이 있습니다. 신경에서의 염증을 확인하기 위해 아래의 제품을 고려해보실 수 있습니다.


ToolabIDRecommended product(s)
TNF alpha ELISA kitab208348Mouse TNF alpha ELISA Kit
IL-1 beta ELISA kitab100704Mouse IL-1 beta ELISA Kit (Interleukin-1 beta)
IL-6 ELISA kitab46042Human IL-6 ELISA Kit (Interleukin-6) High Sensitivity


Table 7. Tools to study tau in the context of neuroinflammation.


www.abcam.com 에서 더 많은 정보를 살펴보실 수 있습니다.
학술 문의 T. 031-728-3233 E. technical@dawinbio.com

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