未修饰tau肽段内源性聚集与传播的分子机制：R2R3作为最小模型系统的研究

本研究针对阿尔茨海默病等tau蛋白病中tau聚集的核心机制，通过系统分析未修饰tau肽段（R1R3/R2R3/R3R4）的内源性聚集动力学、结构特征及朊病毒样（prion-like）播种活性，发现R2R3具有快速聚集性、显著β-折叠构象及持续次级传播能力，为tau病理研究提供了最小功能模型，对揭示天然序列在神经退行性疾病中的作用及药物开发具有重要意义。

　　

在阿尔茨海默病（AD）和其他tau蛋白病中，tau蛋白异常聚集形成的神经原纤维缠结（NFTs）是病理标志。尽管已知微管结合域（MTBD）中VQIINK和VQIVYK等淀粉样原性基序是关键驱动因素，但相邻重复序列（R1-R4）如何影响tau的天然聚集和朊病毒样传播仍不清楚。这一知识缺口阻碍了靶向治疗的发展，因为现有研究多聚焦于化学修饰（如乙酰化、磷酸化模拟）肽段，而忽略了天然序列的基础作用。

为回答这一问题，研究人员通过构建三种未修饰的生理相关tau肽段（R1R3、R2R3、R3R4），系统比较了它们的聚集动力学、结构特征及播种活性。研究发现，R2R3展现出最快的硫黄素T（ThT）荧光增强速率，圆二色谱（CD）显示其β-折叠含量显著高于其他构建体。更重要的是，在基于HEK293T细胞的生物传感器实验中，R2R3聚集体能高效诱导细胞内tau^RD
-YFP（重复域-黄色荧光蛋白）聚集，并实现多轮次级传播，表明其具有类朊病毒的持续扩增能力。

关键实验技术
研究采用硫黄素T荧光监测聚集动力学，圆二色谱和透射电镜（TEM）分析结构特征，细胞生物传感器评估播种效率，并通过有限稀释法量化传播能力。所有肽段均基于人tau₄₄₁
的天然序列合成。

研究结果

1. 聚集动力学差异：R2R3的Lag期较R1R3缩短50%，最大ThT强度提高2倍，提示其核心聚集序列的高效性。
2. 结构特征：TEM显示R2R3形成典型原纤维，而R3R4仅产生无定形聚集体；CD谱中R2R3在218 nm处出现β-折叠特征峰。
3. 播种与传播：R2R3聚集体使细胞模型荧光信号增强10倍，且经3代传代后仍保持90%活性，证实其稳定的模板诱导能力。

结论与意义
该研究首次明确R2R3作为未修饰tau的最小功能单元，兼具高效聚集和传播特性，揭示了天然序列在tau病理中的决定性作用。其突破性在于：（1）推翻“修饰依赖”假说，证明天然构象足以驱动病理过程；（2）为药物筛选提供简化模型，避免化学修饰的干扰；（3）提出R2-R3界面可能是治疗靶点。论文发表于《Biophysical Journal》，为理解tau蛋白病的分子基础开辟了新视角。