大脑中的 tau 蛋白缠结是阿尔茨海默病的标志,但最近,这些关键的细丝却获得了不应有的“坏人”名声。
就像杰基尔和海德的故事一样,tau 的故事也是好与坏。
一项针对苍蝇和大鼠脑细胞的令人惊讶的新研究表明,tau 蛋白通常可以保护大脑免于退化。只有当它们缺失或有缺陷时,它们才会导致脑部疾病。
“通过揭示 tau 令人惊讶的神经保护新作用,该研究为减缓、逆转和治疗神经退行性疾病的潜在新策略打开了大门。”说美国贝勒医学院神经科学家 Hugo Bellen。
研究结果支持了潜在的根本原因阿尔茨海默病的发病机制主要围绕存在于大脑的结缔组织中。
这些脂肪滴有点像神经废物的垃圾袋。当神经元需要清除有毒物质(如活性氧 (ROS))时,它会将废物输送到邻近的细胞(称为神经胶质细胞),神经胶质细胞随后将 ROS 包装成脂质滴。
“这个过程有效地去除和中和了这些有毒脂质,”解释林赛·古德曼 (Lindsey Goodman),贝伦实验室的神经生物学家。
然而,当苍蝇的神经胶质细胞中缺乏 tau 蛋白时,这些脂质滴就无法形成,有毒的 ROS 就会在大脑中积聚,导致运动缺陷。
古德曼和她的同事发现,即使健康的 tau 损失 50% 也足以破坏脂滴并导致苍蝇大脑中毒。
在老鼠和人类的神经胶质细胞中也观察到了类似的效果,这表明 tau 在像我们人类这样的哺乳动物中也发挥着神经保护作用。
这一发现暗示了 tau 的全新益处。这些蛋白质在人类大脑中含量丰富,当健康时,它们为脑细胞创建内部“骨架”。
然而,当 tau 缺失或发生突变时,问题就开始出现,其折叠就会出现问题。
在“人源化”果蝇模型中,tau 突变与某些病例中出现的相同疾病中,研究人员发现 tau 蛋白不再能够对抗上升的 ROS 水平。
当实验中 ROS 增加时,携带突变 tau 的果蝇的神经胶质细胞出现严重损伤。
研究作者表示,这提供了“令人信服的证据”,表明 tau 损失只有在 ROS 存在的情况下才会产生不利影响。这可能解释了为什么基因编程缺乏 tau 的小鼠直到老年(当 ROS 水平开始积累时)才会出现神经退化的迹象。
换句话说,健康 Tau 的缺乏并不会引发任何问题。健康 Tau 的缺乏与大脑中有毒副产物的激增相互作用,也会导致问题。
“虽然低水平的 ROS 是有益的,但过量的 ROS 对细胞是有害的,因为它会引发其他分子的毒性形式,从而引发氧化应激,”解释古德曼。
近年来,错误折叠的 tau 蛋白作为阿尔茨海默病最早的生物标志物之一,随着时间的推移。但科学家们仍在试图弄清楚这些缠结是否是神经退化的根本原因,或者。
虽然在死于阿尔茨海默症的部分人的大脑中发现了 Tau 的缠结,但突变的蛋白质这种神经退行性疾病的所有不同亚型。
在过去的 17 年里,超过 30 种药物tau 已经达到目标临床试验在动物模型上显示出希望之后,迄今为止均未产生效益在人类患者中。
新的研究表明,全面攻击可能会将“好”的球员与“坏”的球员一起淘汰。
当谈到与 tau 相关的脑部疾病时,细微差别似乎是关键。
该研究发表于自然神经科学。