微管稳定性调控tau磷酸化在机械性轻度创伤性脑损伤中的作用机制研究

《Biophysical Journal》：Stabilizing microtubules increases acute cellular injury at high strain rates

本研究针对机械应变对轻度创伤性脑损伤（mTBI）的影响机制，通过定制细胞拉伸系统发现：紫杉醇（paclitaxel）诱导的微管（MT）稳定性增强会加剧SH-SY5Y细胞的急性膜损伤，而诺考达唑（nocodazole）介导的微管解聚具有保护作用。野生型tau过表达可加重应变损伤，激酶/磷酸酶抑制剂实验进一步揭示tau磷酸化与微管稳定性的复杂互作关系，为神经元机械生物学提供了新的治疗靶点。

　　

机械应变是导致轻度创伤性脑损伤（mild traumatic brain injury, mTBI）的关键因素，但不同应变幅度与应变速率对细胞功能的影响机制尚不明确。本研究通过定制细胞拉伸系统，在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中探究了机械应变引发的急性膜损伤反应，并重点分析了tau蛋白磷酸化与微管（microtubule, MT）稳定性在mTBI中的调控作用。实验表明，紫杉醇（paclitaxel）介导的微管稳定性增强会显著增加急性膜损伤，而诺考达唑（nocodazole）诱导的微管解聚则能减轻损伤。有趣的是，野生型tau蛋白的过表达会加剧应变引起的细胞损伤。通过激酶抑制剂和磷酸酶抑制剂（常用于神经系统疾病治疗）的药理学干预，进一步证实tau磷酸化状态可调节mTBI的病理结局，揭示了tau修饰与微管稳定性之间的复杂相互作用。这些发现深化了对神经元机械生物学的理解，为减轻创伤性脑损伤提供了潜在治疗策略。