《Journal of Advanced Research》：Selective degradation of DAPK1 via a novel hydrophobic tagging attenuates tau pathology in Alzheimer’s disease
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本研究针对阿尔茨海默病(AD)中tau蛋白过度磷酸化的关键调控因子死亡相关蛋白激酶1(DAPK1)，开发了新型疏水标记(HyT)降解剂CJ1。研究人员通过系统性筛选发现CJ1能通过泛素-蛋白酶体系统(UPS)选择性降解DAPK1，在细胞模型和tauopathy小鼠模型中证实其可有效降低tau蛋白磷酸化水平、抑制神经纤维缠结(NFTs)形成、改善认知功能，为AD治疗提供了新策略。
在老龄化社会加速发展的今天，阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)作为最常见的神经退行性疾病，正日益成为全球公共卫生的重大挑战。这种疾病不仅剥夺患者的记忆和认知能力，更给家庭和社会带来沉重负担。尽管科学家们经过数十年努力，AD的治疗依然面临巨大困境。传统药物主要针对β-淀粉样蛋白(amyloid-β, Aβ)沉积，但临床效果有限，凸显了寻找新治疗靶点的迫切性。
近年来，研究焦点逐渐转向tau蛋白病理。在AD患者大脑中，tau蛋白会发生异常过度磷酸化，从微管上脱离并聚集形成神经纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)，这一过程与认知衰退密切相关。死亡相关蛋白激酶1(death-associated protein kinase 1, DAPK1)作为tau磷酸化的关键上游激酶，在AD病理中扮演重要角色。然而，传统小分子抑制剂存在作用时间短、易产生补偿效应等局限性，促使科学家探索更有效的干预策略。
靶向蛋白降解(targeted protein degradation, TPD)技术的出现为疾病治疗带来了新希望。不同于传统抑制剂仅阻断蛋白活性，TPD能通过细胞自身的蛋白降解机制彻底清除致病蛋白。其中，疏水标记(hydrophobic tagging, HyT)策略通过给目标蛋白加上疏水标签，模拟错误折叠蛋白，从而招募泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)进行降解。
在这项发表于《Journal of Advanced Research》的研究中，福建医科大学的研究团队成功开发了首个靶向DAPK1的HyT降解剂CJ1，系统评估了其在阿尔茨海默病tau病理中的治疗潜力。
研究团队运用化学合成、分子对接、细胞模型构建、蛋白质印迹、免疫荧光、行为学分析等多种技术方法，并在AAV-hTau-P301L和hTau转基因两种tauopathy小鼠模型上验证疗效。临床前样本来自实验动物中心，人类细胞系购自标准保藏机构。
设计并筛选DAPK1降解剂
研究人员基于HyT策略设计合成了CJ1-CJ6和CW1-CW4系列化合物，其中CJ1在原发性皮层神经元中展示出最强的DAPK1降解能力，能将DAPK1蛋白水平降低至对照组的50%。分子对接模拟显示CJ1可能选择性占据DAPK1表面的疏水口袋，为后续机制研究奠定基础。
CJ1促进蛋白酶体依赖性DAPK1降解
体外实验证实CJ1在0.1-20μM浓度范围内无显著细胞毒性，在多种细胞模型中均能剂量依赖性地降低DAPK1蛋白水平，半最大降解浓度(DC50)为0.1842μM。时间进程分析显示DAPK1降解从处理4小时后开始显现。重要的是，CJ1不影响DAPK1 mRNA表达，且蛋白酶体抑制剂MG-132能阻断其降解作用，证明该过程依赖蛋白酶体途径。泛素化实验进一步证实CJ1能增强DAPK1的多泛素化修饰。
CJ1减轻tau过度磷酸化
在三种细胞模型中，CJ1处理显著降低了Thr231、Ser262和Ser396位点的tau磷酸化水平以及总tau蛋白含量。对照实验表明CJ1对GSK3β、CDK5、PP2A和DAPK3等tau相关调控因子无影响，且其在DAPK1敲除神经元中失效，证明其作用具有DAPK1特异性。
CJ1减轻tau磷酸化和聚集
体内实验证实CJ1能有效透过血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)。在AAV-hTau-P301L小鼠模型中，CJ1剂量依赖性地降低DAPK1蛋白水平，减少磷酸化tau积累。免疫组化显示AT8阳性包涵体数量显著减少。在hTau转基因小鼠中，CJ1治疗不仅降低可溶性和不可溶性tau组分中的磷酸化tau水平，还显著减少硫磺素S阳性的NFTs数量。
CJ1减轻神经病理变化
CJ1处理能显著恢复AAV-hTau-P301L小鼠海马神经元密度，改善树突结构完整性，提高树突棘密度。同时，CJ1剂量依赖性地减轻星形胶质细胞和小胶质细胞活化，降低诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)等促炎因子表达，显示其具有多方面的神经保护作用。
CJ1改善认知功能障碍
Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)测试显示，CJ1治疗能显著改善AAV-hTau-P301L小鼠的空间学习和记忆能力，表现为逃避潜伏期缩短、目标象限停留时间延长、平台穿越次数增加，且不影响运动功能。
CJ1安全性评价
溶血实验显示CJ1在800μg/mL以下无显著溶血活性。血清生化指标和组织学分析表明CJ1对肝肾功能及主要器官无毒性作用，具有良好的安全性。
本研究首次证明基于HyT策略的DAPK1降解剂CJ1能有效缓解阿尔茨海默病tau病理。机制上，CJ1通过促进DAPK1的泛素-蛋白酶体降解，减少tau蛋白在关键位点的磷酸化，抑制神经纤维缠结形成。功能上，CJ1能保护神经元结构完整性，减轻神经炎症，改善认知功能。这些发现不仅验证了DAPK1作为阿尔茨海默病治疗靶点的可行性，也展示了疏水标记技术在神经退行性疾病治疗中的广阔应用前景。
研究的重要意义在于开辟了阿尔茨海默病治疗的新途径。与传统抑制剂相比，靶向蛋白降解策略能更彻底地消除致病蛋白，可能产生更持久疗效。CJ1作为首个DAPK1降解剂，为tau病理相关疾病的治疗提供了新思路，也为开发其他神经退行性疾病的靶向降解剂奠定了理论基础和技术储备。未来研究可进一步优化CJ1的药代动力学特性，探索其在更复杂疾病模型中的长期疗效，推动其向临床转化。
