計畫系統編號PB11107-6645
研究性質應用研究
計畫編號MOST111-2221-E008-003
研究方式學術補助
主管機關科技部
研究期間11108 ~ 11207
執行機構國立中央大學化學工程與材料工程學系
年 度111年
研究經費942千元
研究領域化學工程；
研究人員陳儀帆
中文關鍵字β-類澱粉蛋白；蛋白質固定；蛋白質構型變化；阿茲海默症；小角度X光散射；小角度中子散射
英文關鍵字β-Amyloid； protein immobilization； protein conformational change； Alzheimer's disease； small-angle x-ray scattering； small-angle neutron scattering
中文計畫概述以血液檢驗方式診斷阿茲海默症的技術皆須將類澱粉蛋白的抗體固定於微米或奈米粒子表面。然而，固定抗體對抗體本身的構型乃至於對其與類澱粉蛋白之交互作用的影響卻鮮少被探討，即使這樣的影響會造成檢驗結果的偏差。為了補足這方面的不足，本研究將探討固定抗體如何造成抗體的改變。我們期待能由這項研究尋找出固定抗體最理想的條件，以提升血液檢驗阿茲海默症的精準度與可靠度，使這項技術可普及於高齡人口的健康檢查當中。
英文計畫概述
報告系統編號RW11107-0126
計畫中文名稱探討固定anti-Aβ抗體於粒子表面對其與阿茲海默症類澱粉蛋白之交互作用的影響
計畫英文名稱Investigation on How Immobilizing Anti-Aβ Antibodies on Particle Surfaces Affects Their Interactions with Β-Amyloids
主管機關科技部
計畫編號MOST111-2221-E008-003
執行機構國立中央大學化學工程與材料工程學系
研究期間11108 ~ 11207
報告頁數頁
使用語言中文
研究人員陳儀帆 Chen Yi-Fan
中文關鍵字β-類澱粉蛋白；蛋白質固定；蛋白質構型變化；阿茲海默症；小角度X光散射；小角度中子散射
英文關鍵字β-Amyloid； protein immobilization； protein conformational change； Alzheimer's disease； small-angle x-ray scattering； small-angle neutron scattering
中文摘要阿茲海默症於65歲以上人口中發生的機率每五年增長一倍，因此高達三分之一的85歲以上人口為阿茲海默症患者。臨床上，醫療人員往往僅能依靠病患是否已表現出認知功能上的障礙來確診阿茲海默症。在這個病程階段，阿茲海默症已發展至不可逆的程度，後續的醫療處置業已無法減輕病患的症狀，病患亦大多於確診後的3至9年內死亡。因此，發展可早期確診阿茲海默症且普及性高的診斷技術已成為對抗阿茲海默症最刻不容緩的需求。近期的研究發現，被認為與阿茲海默症之成因高度相關的類澱粉蛋白，其最常見的兩類同型體--Aβ42與Aβ40--於血液中的莫耳數比會隨著阿茲海默症的進程發展而變化，因此與潛在病患發展出阿茲海默症的機率呈高度的相關性，具潛力發展成為可早期確診阿茲海默症的高普及性診斷技術。這項技術需將Aβ42與Aβ40的專一抗體固定於微米或奈米粒子的表面上以純化、濃縮血液中的Aβ42及Aβ40。然而，固定抗體於粒子表面卻可能改變抗體本身的構型與動態行為，以致於改變其與抗原之間的交互作用、進而扭曲Aβ42及Aβ40之莫耳數比的測量。因此，在這項計畫中我們建立了利用X光散射技術、蘭慕爾單分子膜(Langmuir monolayer)技術、螢光光譜術以及液態原子力顯微術(solution AFM)來探討基材特性對固定於其上之類澱粉蛋白抗體與其類澱粉蛋白偵測靈敏度之影響的研究方法學。我們預期這項成果將有助於尋找固定抗體於基材表面的最佳條件，以大幅提升血液檢驗診斷阿茲海默症之診斷方法的敏感度與可靠度。
英文摘要The odds of developing Alzheimer's disease (AD) for those age 65 or older double every 5 years, and more than 1/3 of the population age 85 fall victim to the disease. Clinically, diagnosing AD often relies on patients being showing symptoms of cognitive disorders. In this stage, AD's progression has been
irreversible, and existing medical treatments cannot even alleviate AD patients' symptoms, resulting in their death within 3 to 9 years after diagnosis. Hence, developing a widely accessible tool capable of diagnosing AD in its early stages is the most urgent need for fighting AD. Recently, the most common isoforms, Aβ42 and Aβ40, of β-amyloid (Aβ), the protein considered to be highly involved in AD's pathogenesis, were found to vary their relative concentrations in bloods following AD's progression. This finding suggests a strong correlation between the Aβ42/Aβ40 molar ratio and the odds of developing AD, and highlights the potential of the measurement on the Aβ42/Aβ40 molar ratio as a widely accessible tool for early AD diagnosis. This measurement entails the use of anti-Aβ antibodies immobilized on micro- or nano-particles to purify and concentrate Aβ42 and Aβ40 in blood plasmas. However, immobilizing the antibodies on particle surfaces can modify their conformation and dynamics, therefore altering their interactions with their antigens and distorting results of the measurement on the molar ratio. Despite this serious concern, investigations on relevant issues are peculiarly lacking. Hence, in this project, we established the research protocols, based on the experimental techniques of X-ray scattering, Langmuir monolayer trough, fluorescence spectroscopy, and solution atomic force microscopy, which allowed us to examine how the properties of the substrate affect the anti-amyloid antibodies immobilized on the substrate and the amyloid detection sensitivity of the antibody-based biosensor. We expect this to be of contribution to optimize the immobilization on a substrate of the antibodies and thereby to enhance the sensitivity and reliability of the blood test for the Alzheimer's diagnosis.
