急性靶向 N 端 tau 蛋白对 Tg2576 小鼠的长期神经保护作用及机制研究

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Acta Neuropathologica Communications 6.2

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  为解决阿尔茨海默病(AD)有效疾病修饰疗法匮乏的问题,研究人员开展 12A12 单克隆抗体(mAb)靶向 N 端 tau 片段(NH?htau)的研究,发现其可改善 Tg2576 小鼠认知、减少 Aβ 病理等,为 AD 免疫治疗提供依据。

  
阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)如同隐匿的认知杀手,正以惊人的速度在全球范围内蔓延。据统计,全球 AD 患者数量持续攀升,然而临床获批的对症治疗药物寥寥无几,开发能真正改变疾病进程的疗法迫在眉睫。AD 的核心病理特征是 β- 淀粉样蛋白(Aβ)沉积和 tau 蛋白病理,二者相互作用驱动着疾病的发展。尽管已有研究提示 Aβ 与 tau 之间存在关联,但如何有效干预这一相互作用以阻断疾病进展仍是未解之谜。在此背景下,探寻针对 tau 和 Aβ 的新型治疗策略成为科学界的焦点。

来自意大利国家研究委员会转化药理学研究所(IFT-CNR)、欧洲脑研究所以及圣卢西亚基金会等机构的研究人员,聚焦于 N 端 tau 蛋白片段(NH?htau)这一关键靶点,开展了一系列富有创新性的研究。他们以 Tg2576 APP/Aβ 小鼠模型为研究对象,该模型能模拟人类 Aβ 淀粉样变性,随着年龄增长出现 Aβ 积累、聚集及斑块沉积。研究团队旨在探究靶向 NH?htau 的 12A12 单克隆抗体(mAb)能否在短期内干预后产生长期神经保护效应,为 AD 治疗开辟新路径。这项研究成果发表在《Acta Neuropathologica Communications》上,为 AD 的治疗带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法来揭示 12A12 mAb 的作用机制。首先是行为学测试,通过新物体识别任务(NOR task)评估小鼠的认知功能,该任务基于啮齿类动物对新异刺激的自发探索行为,是衡量海马依赖性长期情景记忆的重要手段。其次运用免疫印迹(Western Blot)技术,检测海马组织中 tau 蛋白、Aβ 蛋白及其相关修饰形式的表达水平,以分析蛋白层面的变化。免疫荧光(Immunofluorescence)则用于观察蛋白在脑组织中的定位和分布,直观呈现病理变化。此外,还通过酶联免疫吸附试验(ELISA)测定抗体在海马中的浓度,以及利用蛋白质分级分离技术分析不同溶解性的 Aβ 组分,全面揭示药物的作用靶点和机制。实验所用的 Tg2576 小鼠为杂合子,雌雄均有,6 月龄时随机分组,包括野生型对照组、Tg2576 生理盐水对照组和 Tg2576+12A12 mAb 治疗组,确保了实验设计的科学性和可靠性。

急性治疗对认知功能的长期改善


研究发现,对 6 月龄有症状的 Tg2576 小鼠进行 14 天的 12A12 mAb 急性治疗(4 剂),即使在停药 3 个月后(小鼠达 9 月龄),其认知功能仍得到显著改善。在 NOR 测试中,与未治疗的 Tg2576 小鼠相比,治疗组小鼠对新物体的探索时间和次数明显增加,表明其识别记忆能力显著恢复。组织学分析显示,野生型小鼠海马 CA3 区锥体细胞形态正常,而未治疗的 Tg2576 小鼠锥体细胞出现退化、形状不规则、胞质嗜酸性深染及核固缩等病理变化,脑膜和皮质下血管也存在扩张充血现象。然而,接受 12A12 mAb 治疗的 Tg2576 小鼠锥体细胞形态接近野生型,血管未见异常,说明该治疗对海马细胞结构具有保护作用,证实了短期治疗的长期认知改善效应并非偶然,而是与神经结构的保护密切相关。

NH?htau 水平的持续降低


进一步研究发现,9 月龄 Tg2576 小鼠海马中的 NH?htau 水平在停药后未重新升高。免疫印迹和免疫荧光结果均显示,未治疗的 Tg2576 小鼠 NH?htau 表达显著高于野生型,而治疗组 NH?htau 水平明显低于未治疗组。这表明 12A12 mAb 的短暂作用能够持久抑制 NH?htau 的产生,提示 tau 蛋白的 N 端截短这一病理修饰一旦被干预,其进展可能依赖于 Aβ 的成熟,而非独立持续发展。这种对 tau 病理的持久抑制,为阻断 AD 病理进程提供了关键依据。

对 Aβ 聚集的抑制作用


在 Aβ 病理方面,12A12 mAb 治疗显著影响了 Aβ 的聚集模式。Western Blot 结果显示,治疗组小鼠海马中 4kDa 的 Aβ 单体水平升高,而 A11 阳性的毒性 prefibrillar 寡聚体减少,OC 阳性的纤维状寡聚体无明显变化。 native dot-blot 和免疫荧光分析进一步证实,治疗组小鼠脑内 A11 阳性的细胞内 Aβ 寡聚体沉积减少,且 Aβ 的聚集途径从毒性更强的 prefibrillar 形式转向毒性较低的单体形式。值得注意的是,APP 的表达水平及其淀粉样蛋白生成途径(如 BACE1 和 C99 片段)未受治疗影响,说明 12A12 mAb 并非通过减少 Aβ 生成,而是通过抑制其聚集发挥作用,这为理解 Aβ 在 AD 中的作用机制提供了新视角。

对神经炎症和突触功能的调节


神经炎症和突触损伤是 AD 的重要特征。研究表明,未治疗的 Tg2576 小鼠海马中小胶质细胞活化标志物 Iba1 表达升高,而 12A12 mAb 治疗显著下调了 Iba1 的表达,减轻了小胶质细胞增生,却未影响星形胶质细胞标志物 GFAP 的表达,提示其抗炎作用具有特异性。在突触功能方面,治疗组小鼠海马中突触相关蛋白 PSD95、α- 突触核蛋白和 SNAP25 的表达恢复至野生型水平,表明突触失衡得到纠正,突触稳定性增强。这些结果表明,12A12 mAb 通过调节神经炎症和突触功能,多维度地改善了 AD 病理环境。

综上所述,这项研究揭示了 N 端 tau 蛋白片段在 AD 病理进程中与 Aβ 的早期协同作用,证实了 12A12 mAb 通过短暂中和 NH?htau,能够产生持久的神经保护效应,其机制包括抑制 Aβ prefibrillar 寡聚体形成、促进单体转化、减轻神经炎症和恢复突触功能等。这些发现为 AD 的治疗提供了双重意义:一方面,明确了 NH?htau 作为治疗靶点的潜力,拓展了 AD 治疗的靶点选择;另一方面,展示了短期免疫治疗可能实现长期疗效,为优化 AD 治疗方案提供了新方向,有望减少长期连续治疗带来的副作用和患者负担。尽管研究仍存在物种差异等局限性,但无疑为 AD 的临床转化研究注入了强大动力,推动着 AD 治疗向更有效、更安全的方向迈进。

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