24-羟基胆固醇通过调控tau蛋白异常磷酸化对抗阿尔茨海默病神经元损伤的机制研究

本研究针对阿尔茨海默病(AD)中tau蛋白异常磷酸化和神经元形态损伤的核心病理特征，通过外源性给予24-羟基胆固醇(24-OHC)或过表达胆固醇24-羟化酶(CYP46A1)，发现其可显著抑制冈田酸(OKA)诱导的tau蛋白Thr231位点过度磷酸化及寡聚化，并维持神经元树突复杂性。该成果为AD治疗提供了以胆固醇代谢为靶点的新策略。

　　

在探索阿尔茨海默病(AD)发病机制的过程中，tau蛋白异常磷酸化形成的神经原纤维缠结(NFTs)被认为是导致神经元功能障碍的关键因素。随着疾病进展，脑内胆固醇代谢产物24-羟基胆固醇(24-OHC)及其合成酶CYP46A1水平显著下降，这种变化是否与tau病理直接相关尚不明确。来自瑞典卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institutet)的研究团队通过建立冈田酸(OKA)诱导的tau病变细胞模型，首次揭示了24-OHC通过双重途径对抗tau蛋白毒性作用的分子机制。

研究采用GC-MS定量分析、Western blotting、免疫细胞化学和Sholl形态分析等关键技术，以野生型(WT)和CYP46A1转基因(CYP46Tg)小鼠原代神经元为研究对象，通过10 nM OKA处理模拟AD的tau病理特征。

3.1 OKA诱导原代神经元tau过度磷酸化

实验证实OKA在非细胞毒性浓度(10 nM)下可特异性抑制蛋白磷酸酶2A(PP2A)活性，使tau蛋白Thr231位点磷酸化水平升高3倍，成功建立tau病变模型。

3.2 24-OHC水平调控

GC-MS检测显示，外源性24-OHC处理使神经元内24-OHC含量提升9.5倍，而CYP46Tg神经元内源性24-OHC水平为对照组的2倍，为后续功能研究奠定基础。

3.3 tau磷酸化抑制效应

Western blotting结果显示，24-OHC预处理或CYP46A1过表达均能显著降低OKA诱导的tau Thr231位点磷酸化(分别降低40%和35%)，但对Ser202/Thr205位点影响不显著，表明其对磷酸化位点具有选择性。

3.4 tau寡聚体清除作用

免疫荧光检测发现，24-OHC干预使T22抗体标记的tau寡聚体荧光强度从OKA组的2.6倍降至1.7倍，CYP46Tg神经元中寡聚体积累量较WT神经元减少27%，首次证明24-OHC可阻断tau病理传播的关键环节。

3.5 神经元形态保护

通过MAP2染色和3D重建分析，发现24-OHC能维持神经元树突复杂性，使OKA导致的树突长度减少改善1.6倍，Sholl分析显示远端树突分支(30-40 μm区域)交叉点数恢复显著。

3.6 PP2A活性调节

酶活性检测表明CYP46A1过表达可部分抵抗OKA对PP2A的抑制作用，活性保留率达68%，这可能是其降低tau磷酸化的重要机制。

3.7 激酶通路分析

尽管ERK1/2在Thr202/Tyr204位点磷酸化被OKA激活，但GSK3β Ser9位点磷酸化(抑制形式)反而增加，且未检测到CDK5/p25复合物形成，提示24-OHC的神经保护作用可能独立于经典tau激酶通路。

这项研究创新性地证实，通过药物激活CYP46A1或直接补充24-OHC，可成为对抗AD tau病理的双重治疗策略。特别值得注意的是，即使在PP2A活性被OKA抑制的情况下，24-OHC仍能通过未知途径维持tau蛋白稳态，这种不依赖激酶调控的作用模式为开发新型神经保护剂提供了方向。研究结果发表于《Neurobiology of Disease》，为理解胆固醇代谢与神经退行性疾病的关联提供了重要实验依据，也为目前陷入困境的AD靶向治疗带来了新的希望。