靶向tau蛋白异常磷酸化的阿尔茨海默病药物发现：抑制tau聚集与细胞毒性的双重功能筛选

为解决阿尔茨海默病(AD)中tau蛋白异常磷酸化(p-tau)导致的神经毒性问题，研究人员利用重组p-tau开展高通量筛选(HTS)，从10万化合物库中鉴定出同时抑制p-tau聚集和细胞毒性的小分子抑制剂。该研究首次将细胞毒性保护作为核心筛选标准，发现6个高活性化合物(EC50低至0.18 μM)，为AD及tau蛋白病治疗提供了新策略。

　　

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病，全球患者已超过3000万，但现有疗法多靶向β-淀粉样蛋白(Aβ)，临床效果却令人失望。近年研究发现，tau蛋白异常磷酸化(p-tau)形成的神经纤维缠结(NFTs)与认知衰退直接相关，而Aβ斑块则与症状进展无显著关联。更关键的是，多项临床试验表明，即便成功清除Aβ，患者认知功能也未见明显改善。这促使科学界重新审视AD的发病机制——或许tau蛋白才是真正的"罪魁祸首"。

在这一背景下，美国密歇根州立大学和佛罗里达斯克里普斯研究所的研究团队另辟蹊径，将目光聚焦于具有病理特征的p-tau蛋白。他们创新性地采用PIMAX(蛋白质相互作用模块辅助功能X)技术，通过细菌共表达GSK-3β激酶与人类tau蛋白，成功制备出模拟AD患者脑内病理特征的1N4R亚型p-tau。这种重组p-tau无需诱导剂即可自发聚集并引发细胞死亡，完美再现了AD的关键病理过程。研究人员以此为基础，建立了双重功能筛选平台：一方面通过硫黄素S(ThS)荧光检测p-tau的淀粉样聚集；另一方面采用HEK-293T和SH-SY5Y细胞模型评估化合物对p-tau细胞毒性的保护作用。

这项发表在《SLAS Discovery》的研究采用了多项关键技术：1) PIMAX系统大规模制备病理相关p-tau；2) 1536孔板高通量荧光聚集检测；3) 细胞ATP含量测定(细胞毒性评估)；4) 神经母细胞瘤形态学分析；5) 基于冷冻电镜结构的分子对接(PDB ID:5O3L)。

研究结果方面：
3.1. 1536孔板初级HTS检测性能
通过优化ThS荧光检测体系，研究人员完成了106,000个化合物的筛选，平均Z'因子达0.72±0.07。采用区间阈值算法确定26.74%抑制率为活性标准，最终获得1,455个初筛阳性化合物(命中率1.37%)。

3.2. 次级检测的命中化合物选择
经PAINS(泛 assay干扰化合物)和化合物多效性过滤后，848个化合物进入剂量反应验证。其中29个在细胞毒性保护试验中表现优异，特别是SR-01000161692-1在0.1μM浓度下即可显著维持SH-SY5Y细胞形态。

3.3. 剂量反应检测与最终候选化合物
六种化合物展现出剂量依赖性保护作用，EC₅₀从0.18μM(SR-01000161692-1)到15.7μM不等。值得注意的是，四种化合物活性优于参考药物阿扑吗啡(EC₅₀ 3.2μM)，其中SR-01000161692-1的效力更是达到17倍提升。

3.4. 潜力化合物的分子对接研究
对三种高效化合物进行分子对接显示：SR-01000124972-1和SR-01000324951-1优先结合PHF tau两个原丝核心的界面(结合能分别为-6.39和-7.05 kcal/mol)，通过氢键和阳离子-π相互作用稳定；而活性最强的SR-01000161692-1(-6.83 kcal/mol)则嵌入原丝核心内环，与His残基形成π-π堆积，这种独特作用模式可能解释其卓越的抑制效果。

在讨论部分，作者强调这项研究的三大突破：首先，首次将细胞毒性保护作为AD药物筛选的核心标准，突破传统仅关注淀粉样聚集的局限；其次，证实含唑环或吲哚样结构的化合物可能通过干扰tau原丝形成发挥保护作用；最重要的是，研究确立的"聚集-毒性"双重筛选模式，为开发真正改善认知功能的AD药物提供了新范式。

这项研究的意义不仅在于发现数个EC₅₀达纳摩尔级的先导化合物，更开创性地将药物筛选与病理机制精准对接。正如作者指出，近期获批的Aβ抗体Lecanemab虽能清除60%淀粉样斑块，却几乎无法改善患者认知——这警示我们，AD治疗需要直接靶向神经退行性变的核心驱动因素。该研究揭示的p-tau靶向策略，或许正是打开AD治疗困局的金钥匙。