老人斑
老人斑は、銀染色、コンゴーレッド、チオフラビン(英語版)、クレシルバイオレット(英語版)、PAS反応などの染色法を用いて、光学顕微鏡で見ることができる。プラーク沈着物は、蛍光顕微鏡や免疫蛍光顕微鏡でも確認できる。ビルショウスキー銀染色(英語版)は、老人斑を可視化する最も非効率な方法であることがわかったのに対し、キャンベルとガリヤスの銀染色技術は、識別と精度の向上が示された。コンゴーレッドを用いると、存在する老人斑の4分の1のみが著しく染色された。老人斑は、βアミロイドに対する免疫染色でも可視化することができる。上記の染色法の第一の問題点は、老人斑を正確に識別するためには、脳から神経組織の切片を切除しなければならないことである。神経組織を切除することは、実際のプラークそのものと同様に有害であるため、これには問題がある。
神経細胞のシナプスに集中しているのは、形質膜を横切って広がるアミロイド前駆体タンパク質(APP)である。このタンパク質の一部には Aβペプチド配列が含まれている。この領域は、タンパク質をコードするAPPにまたがるDNAセグメントの一部を構成している。
老人斑の形成においては、アミロイド前駆体タンパク質からAβが切断される。APPを処理できる酵素は3種類あるが、老人斑の形成に直接関与しているのはβ-セクレターゼとγ-セクレターゼのみである。β-セクレターゼ (BACE) は、タンパク質やペプチドを切断するプロテアーゼ酵素である。このプロテアーゼはAPPを切断して、AβのC末端断片をさらに露出させる。このプロセスによってAPPの大部分が解放された後、γ-セクレターゼが、膜貫通(英語版)ドメイン上の残りのC末端断片を切断する。BACE活性に続くγ-セクレターゼの一連の作用により、Aβタンパク質断片(アミロイドβ)が細胞外空間に放出される。最終的には、神経細胞のシナプスの外側にアミロイドβが蓄積すると、脳細胞の微細な隆起や結合を押しのけるプラークの集合体を形成する。
アミロイドβ断片の形成は、人間の体内では正常な出来事である。しかし、プラーク沈着の形成につながるAβの蓄積は異常な現象である。この異常の原因はほとんど解明されていないが、研究の結果、数種類のアミロイドβが数個のアミノ酸の長さの違いで凝集してプラークになりやすいことが明らかになっている。これらの種はより病原性が高い。