揭秘 TYK2 在 tau 磷酸化与病理中的关键作用：阿尔茨海默病治疗新曙光？

为探究 tau 磷酸化的机制，寻找缓解 tau 病理的治疗靶点，研究人员开展了 TYK2 在 tau 表达、磷酸化和聚集中作用的研究。结果发现 TYK2 可磷酸化 tau 的 Tyr29，促进其聚集，降低 TYK2 可减轻 tau 病理。这为 AD 治疗提供了新方向。

　　在神经科学领域，阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）一直是研究的重点与难点。AD 患者大脑中，tau 蛋白的异常变化令人瞩目。正常情况下，tau 蛋白由微管相关蛋白 tau（MAPT）基因编码，其磷酸化对调节微管稳定起着关键作用 。然而，一旦 tau 蛋白过度磷酸化，就仿佛开启了一场 “灾难之旅”。过度磷酸化的 tau 蛋白会失去与微管的亲和力，进而聚集成神经原纤维缠结，不仅破坏了微管的正常功能，还会导致神经元受损甚至死亡，成为 AD 等 tau 蛋白病（tauopathies）的典型特征。

目前，虽然 tau 蛋白的丝氨酸和苏氨酸磷酸化已被广泛研究，但酪氨酸磷酸化在 tau 蛋白病中的作用却刚刚崭露头角。比如，在某些研究中，降低 Tyr¹⁸磷酸化能够减少 tau 蛋白聚集，而 Tyr²⁹磷酸化在部分 AD 患者脑组织中也被观察到，只是其具体功能和病理影响还扑朔迷离。在这种背景下，开展深入研究，揭示 tau 蛋白酪氨酸磷酸化的机制显得尤为重要，它可能为 AD 的治疗带来新的希望。

来自英国爱丁堡大学（University of Edinburgh）的研究人员 Alexander Fr?hlich 和 Kathryn R. Bowles 等开展了相关研究。他们聚焦于酪氨酸激酶 2（TYK2）在 tau 蛋白表达、磷酸化和聚集中的作用。研究发现，TYK2 能够特异性地磷酸化 tau 蛋白的 Tyr²⁹位点，这一磷酸化修饰干扰了 tau 蛋白的自噬清除过程，使得 tau 蛋白更加稳定，进而促进其聚集。此外，降低 TYK2 的活性或表达，可以减少 tau 蛋白的磷酸化水平，降低总 tau 蛋白含量，减轻 tau 蛋白的病理变化，如在 PS19 tau 蛋白病小鼠模型和 P301S 突变 tau 小鼠模型中都得到了验证。而且在 AD 患者的脑组织样本中，TYK2 蛋白水平与病理性磷酸化 tau 蛋白水平存在相关性。这一研究成果发表在《TRENDS IN Neurosciences》上，为理解 AD 中 tau 蛋白过度磷酸化的机制提供了新的视角，也为 AD 的治疗提供了潜在的干预靶点。

研究人员开展研究时用到了几个主要关键的技术方法。在细胞实验方面，使用人类神经母细胞瘤细胞系和 HEK293T 细胞，通过小分子（deucravacitinib）抑制 TYK2 活性，利用短发夹 RNA（shRNA）降低 TYK2 表达，还构建了非磷酸化 tau 突变体进行体外激酶测定。在动物实验中，对野生型小鼠和 tau 蛋白病小鼠模型（PS19 和 P301S 突变小鼠）进行处理，通过免疫印迹分析检测 tau 蛋白水平变化。

下面详细介绍研究结果：

1. TYK2 调节 tau 蛋白水平：在人类神经母细胞瘤细胞系中，无论是使用小分子 deucravacitinib 抑制 TYK2 活性，还是通过 shRNA 降低 TYK2 表达，都能显著降低内源性 tau 蛋白的总水平。相反，过表达 TYK2 则会使 tau 蛋白水平升高。在体内实验中，给野生型小鼠注射携带 Tyk2 shRNA 的重组腺病毒后，其大脑内的内源性 tau 蛋白水平相比对照组下降了约 25%。这一系列实验表明，tau 蛋白浓度受 TYK2 调节。
2. TYK2 特异性磷酸化 tau 蛋白的 Tyr²⁹位点：通过对 tau 免疫沉淀样本的免疫印迹分析，发现 tau 蛋白的微管结合重复区域是 TYK2 结合所必需的。在 HEK293T 细胞中进行的体外激酶测定，利用非磷酸化 tau 突变体（酪氨酸残基被苯丙氨酸取代）确定了 TYK2 仅在 Tyr²⁹位点磷酸化 tau 蛋白 。
3. Tyr²⁹磷酸化对 tau 蛋白的影响：在原代培养的小鼠皮层神经元和四环素诱导形式的 tau（野生型与 Y29F 突变体）实验中，证实 Tyr²⁹磷酸化能够稳定 tau 蛋白。泛素化实验表明，这种稳定作用干扰了自噬过程，因为它稳定了泛素化的 tau 蛋白。在 HEK293T 细胞中还发现，Tyr²⁹磷酸化会增强同一残基的硝化作用。虽然单独的 Tyr²⁹硝化在体外似乎对 tau 蛋白聚集没有影响，但在体内的作用仍不明确。
4. 降低 TYK2 对 tau 蛋白病小鼠模型的影响：在 PS19 tau 蛋白病小鼠模型中，将 Tyk2 基因敲低约 60% 后，tau 蛋白的病理变化、神经胶质增生和总 tau 蛋白水平都有所降低。敲低 Tyk2 小鼠的脑匀浆中，tau 蛋白的播种活性也显著降低，这意味着病理性 tau 蛋白的朊病毒样传播减少。在 P301S 突变 tau 小鼠模型中，利用 shRNA 部分降低 TYK2 的表达，有效地降低了 tau 蛋白水平，减轻了神经炎症。
5. TYK2 与人类 tau 蛋白病理的相关性：在 AD 患者的脑组织样本中，TYK2 蛋白水平与病理性磷酸化 tau 蛋白水平呈正相关，这进一步支持了研究结果与人类 tau 蛋白病理和疾病的相关性。

研究结论和讨论部分意义重大。Kim 等人的研究揭示了 AD 大脑中 tau 蛋白过度磷酸化的新机制，TYK2 对 tau 蛋白 Tyr²⁹位点的磷酸化在其中起到了关键作用。这一发现为 AD 及其他 tau 蛋白病的治疗提供了潜在的新靶点。然而，目前也存在一些需要进一步探讨的问题。例如，由于 Tyr²⁹在 AD 患者中的磷酸化频率较低，针对 TYK2 的治疗方法在更广泛的 AD 人群中的有效性还需进一步研究。同时，TYK2 在细胞因子和干扰素信号传导中具有重要作用，完全抑制 TYK2 可能会导致免疫缺陷等问题，因此探索其作为治疗靶点的安全性至关重要。此外，Tyr²⁹磷酸化与 tau 蛋白其他翻译后修饰之间的关系尚不明确，这方面的研究将有助于更深入地理解 tau 蛋白病理的进展。而且，虽然该研究主要聚焦于 AD，但 TYK2 与 tau 蛋白的相互作用在其他 tau 蛋白病中的作用也值得进一步探索。