文献解读 | 神经内科想发SCI没思路？看到这篇文章茅塞顿开！
今天小帕给大家解读一篇2023 年 7 月 19 日发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry（ IF：6.1 ）杂志上的文章：“Espresso Coffee Mitigates the Aggregation and Condensation of Alzheimer′s Associated Tau Protein”（浓缩咖啡减轻与阿尔茨海默病相关的Tau蛋白聚集和凝结）。本研究通过实验发现，浓缩咖啡可以减轻与阿尔茨海默病相关的tau蛋白的聚集和凝结，为阿尔茨海默病的治疗提供了新的思路和方法。
关键词： tau蛋白， 咖啡， 蛋白质聚集， 核磁共振， 生物活性分子， 液-液相分离， 阿尔茨海默病
研究背景
论文背景：浓缩咖啡是世界上最受欢迎的饮料之一，近期的研究表明，咖啡饮料对神经退行性疾病如阿尔茨海默病具有保护作用。
过去方案: 过去的研究已经发现咖啡中的许多化合物具有有益的生物活性，如抗氧化剂、抑制淀粉样蛋白形成和神经毒性等。
论文的Motivation:阿尔茨海默病是一种以Tau蛋白在脑内的聚集为特征的疾病，而Tau蛋白的聚集与疾病的发展密切相关。本研究旨在探索浓缩咖啡对Tau蛋白聚集和凝结的影响，以及寻找可能的治疗靶点和分子支架。
研究思路
a. 理论背景：
⏩本研究旨在调查浓缩咖啡提取物的分子组成及其防止tau蛋白聚集和凝结的能力。
⏩通过使用透射电子显微镜（TEM）测量、核磁共振（NMR）光谱实验、液液相分离实验、细胞活力和种子基础聚集实验等方法进行实验。
b. 技术路线：
⏩使用TEM测量方法对tau4RD聚集物进行测量。
⏩使用NMR光谱实验对咖啡提取物中的化合物进行分析。
⏩使用液液相分离实验观察tau4RD的形成。
⏩使用细胞活力和种子基础聚集实验评估tau4RD蛋白的聚集情况。
结果解读
a. 详细的实验设置：
⏩使用TEM测量方法对tau4RD聚集物进行测量，使用10 μL的tau4RD聚集物，稀释至最终浓度为5 μM。
⏩使用NMR光谱实验对咖啡提取物中的化合物进行分析，使用600 MHz的Bruker Avance III光谱仪进行实验。
⏩使用液液相分离实验观察tau4RD的形成，使用肝素诱导液液相分离，观察tau4RD的形成。
⏩图像是在样品制备后的0、5和30分钟内获取的。蛋白质浓度为35 µM，肝素浓度为8.75 µM。图像中的比例尺为10 µm。
⏩使用细胞活力和种子基础聚集实验评估tau4RD蛋白的聚集情况，使用H4-APPswe神经胶质瘤细胞进行实验。
b. 详细的实验结果：
⏩实验结果显示，咖啡因和其他咖啡提取物中的生物活性化合物对tau蛋白的聚集具有抑制作用。
⏩咖啡提取物可以防止有序纤维结构的形成，并破坏纤维的形态。
⏩咖啡因和genistein对纤维的形成也具有强烈的抑制作用。
⏩咖啡提取物的高浓度会导致形成球形寡聚体而不是纤维。
⏩咖啡提取物和genistein影响tau凝聚物的稳定性和成熟度，而其他化合物的影响较小。
数据图如下：
图 1.全长 tau（tauFL）和包含四重复区的较短构建体 tau4RD 的结构域。红条表示被称为聚集核的六肽图案的位置。
图 2.（A）5 mg/mL冻干浓缩咖啡提取物的1H NMR谱。（B）本研究中分析的咖啡衍生分子的分子结构。
图 3.tau 构象转变的时间过程。
图 4.tau4RD 聚集体的透射电子显微镜观察。在不同浓度的咖啡提取物或单一化合物存在下，tau4RD聚集体的代表性透射电子显微镜图像。
图 5.咖啡化合物对 tau 凝聚的影响。
图 6.咖啡化合物与 tau 聚集体的相互作用。
图 7.（A）细胞模型中用于细胞活力和基于播种的聚集检测的样品制备示意图。(B) 对未处理（NT）或用 A 中所述方法获得的颗粒或再凝液处理 48 小时的 H4-APPswe 神经胶质瘤细胞进行的细胞活力检测。(C) 用缓冲液和 400 μg/mL 咖啡提取物处理 tau4RD 聚集样品后，对细胞不溶性部分的免疫印迹分析。
图 S1.tau 构象转变的时间过程。
图 S2.通过核磁共振评估咖啡因与肝素和 ThT 的相互作用。
图 S3.通过核磁共振评估染料木素与肝素和 ThT 的相互作用。
图 S4.通过核磁共振评估可可碱与肝素和 ThT 的相互作用。
图 S5.用核磁共振评估三尖杉酯碱与肝素和 ThT 的相互作用。
图 S6.用 TEM 评估聚集体形态。在生物活性化合物存在下形成的 tau4RD 细丝的 TEM 图像。生物活性化合物存在时形成的 tau4RD 细丝的 TEM 图像。
图 S7.聚合体形态的定量分析。
图 S8.咖啡提取物对 tau 凝聚物的影响。
图 S9.咖啡因对 tau 凝聚物的影响。
图 S10.染料木素对 tau 凝聚物的影响。
图 S11.咖啡化合物与 tau 聚合物的相互作用。
图 S12.细胞内实验样品的 SDS-PAGE 和免疫印迹分析。
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01072
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