人脑pTau与核糖体关联的免疫电镜研究揭示阿尔茨海默病早期病理机制

本研究通过免疫电镜技术结合生化分析，揭示了磷酸化Tau蛋白(pTau)在阿尔茨海默病(AD)早期病理阶段与核糖体及内质网(ER)的共定位现象。研究人员采用MC-1、AT8和PHF-1三种抗体标记人脑组织，发现pTau在神经元内呈现颗粒状分布并与蛋白质合成机器相互作用，为AD的早期诊断和干预提供了新靶点。

　　

在神经退行性疾病研究领域，阿尔茨海默病(AD)的病理特征——淀粉样斑块(Aβ)和神经原纤维缠结(NFTs)的形成机制仍是未解之谜。尤其令人困惑的是，作为NFTs主要成分的Tau蛋白如何从正常功能状态转变为病理性磷酸化(pTau)形式，并最终形成纤维聚集体。传统观点认为Tau主要参与微管稳定，但近年研究发现其可能与蛋白质合成系统存在关联，这为理解AD早期事件提供了全新视角。

来自美国肯塔基大学阿尔茨海默病研究中心(UK-ADRC)的Douglas Price等学者在《Acta Neuropathologica Communications》发表的研究，通过高分辨率免疫电镜技术揭示了pTau在AD发展初期与核糖体及内质网的共定位现象。这项研究不仅证实了pTau与蛋白质合成机器的相互作用，还发现这种关联在AD患者中特异性增强，为AD的早期分子事件提供了重要证据。

研究团队采用三项关键技术：1) 短死后间隔(<4小时)人脑组织的免疫电镜(immunoEM)分析，结合DAB显色和免疫金标记；2) 亚细胞分级分离与Western blot验证pTau的ER富集现象；3) 共聚焦显微镜观察pTau与核糖体标记物RPS6的空间关系。样本来自UK-ADRC尸检队列的18例患者，涵盖从认知正常到痴呆的完整疾病谱系。

研究结果
Study cohort
队列平均年龄88.6岁，包含不同AD病理阶段(Braak I-VI期)的样本，所有组织均保持良好超微结构完整性，为高分辨率分析奠定基础。

Characteristics of pTau immunoactivities
免疫电镜显示三种抗体(MC-1、AT8、PHF-1)均能识别颗粒状pTau结构，这些结构沿核周分布并与核糖体/ER共定位。通过连续切片技术证实，pTau以三维网络形式环绕蛋白质合成机器。

Co-localization of pTau and ER/ribosome
共聚焦显微镜观察到pTau与核糖体标记物RPS6呈现互补分布模式，形成"毗邻但不重叠"的特殊空间构象，提示二者可能存在功能耦联而非直接结合。

Biochemical analyses
Western blot显示AD患者ER组分中pTau特异性富集，而总Tau蛋白无此现象。在PS19Tg Tauopathy小鼠模型中也重现了这种AD特异的共纯化特征。

讨论与意义
该研究首次在超微结构水平系统证实：pTau与蛋白质合成机器的关联是AD早期的共性现象，这种相互作用可能通过以下途径加剧病理进程：(1) 干扰核糖体功能导致蛋白质合成障碍；(2) 通过ER应激激活未折叠蛋白反应(UPR)；(3) 形成正反馈循环加速Tau病理扩散。研究创新性地将免疫电镜的形态学观察与生化验证相结合，为AD的"蛋白质合成失调假说"提供了直接证据。

值得注意的是，三种抗体虽针对不同磷酸化位点(pS²⁰²/pT²⁰⁵、pS³⁹⁶/pS⁴⁰⁴等)，但均识别相似的早期颗粒结构，暗示不同pTau亚型可能共享相同的亚细胞定位机制。这些发现为开发针对AD早期分子事件的生物标志物和干预策略指明了新方向，特别是ER-核糖体系统可能成为延缓Tau病理进展的潜在靶点。