AAV1介导外周scFv递送治疗P301S转基因小鼠tau蛋白病变：单药与联合疗法的比较研究

本研究针对阿尔茨海默病(AD)tau蛋白病理的关键问题，通过AAV1载体肌肉递送靶向早期构象改变(scFv-MC1)和晚期磷酸化位点(scFv-PHF1)的单链抗体片段，在P301S tau转基因小鼠模型中系统比较了单药与联合疗法的效果。研究发现scFv-MC1单药治疗能显著降低大脑皮层和海马区错误折叠、寡聚及不溶性tau蛋白，改善运动和行为表型，并提高脑葡萄糖代谢，而联合疗法未显示协同效应。该研究为tau靶向基因治疗提供了重要 preclinical 证据，发表于《Molecular Therapy: Methods & Clinical Development》。

　　

在神经退行性疾病研究领域，tau蛋白异常聚集一直是科学家们攻坚的"顽固堡垒"。阿尔茨海默病(AD)患者脑中，tau蛋白从生理状态的微管结合蛋白转变为病理性聚集物，形成神经纤维缠结，与认知衰退密切相关。尽管针对β淀粉样蛋白(Aβ)的免疫治疗已取得临床进展，但tau靶向治疗仍面临重大挑战：传统抗体难以透过血脑屏障，且靶向细胞外tau的临床试验屡屡受挫。更令人困扰的是，tau在疾病进程中经历复杂修饰——从早期构象改变到晚期过度磷酸化，究竟该靶向哪个环节？联合靶向是否更有效？这些问题亟待解答。

《Molecular Therapy: Methods & Clinical Development》最新发表的研究给出了重要线索。由Sebica Katel、Julia Cicalo等来自美国Feinstein医学研究所和加拿大Sunnybrook研究所的跨国团队，创新性地采用基因治疗策略，通过肌肉注射腺相关病毒1型(AAV1)递送两种单链抗体片段(scFvs)：分别靶向tau早期构象表位(scFv-MC1)和晚期磷酸化位点Ser396/404(scFv-PHF1)。研究在P301S tau转基因小鼠模型中系统比较了单药与联合疗法的效果，采用行为学测试、组织病理分析和多种tau ELISA检测等技术，全面评估了不同tau形态的清除效果。

关键技术方法包括：1) 构建AAV1-CAG-scFvMC1和AAV1-CAG-scFvPHF1载体，通过胫骨前肌单次注射实现持续表达；2) 使用8周龄P301S tau转基因小鼠，设eGFP对照组、单药治疗组和联合治疗组；3) 采用MC1、PHF1等抗体通过免疫组化和ELISA定量分析皮层和海马区不同tau形态；4) 通过转棒实验、后肢抓握评分和旷场实验评估运动和行为功能；5) ¹⁸F-FDG-PET成像分析脑葡萄糖代谢变化。

scFv-PHF1保留其表位特异性并能够结合病理性tau

研究首先证实重组scFv-PHF1保持了对pSer396/404表位的特异性结合能力。免疫组化显示其能有效标记P301S小鼠脑内的缠结样神经元，体外实验证实其对阿尔茨海默病源性PHF-tau的结合力优于scFv-MC1。

单药和联合治疗均显著减少皮层错误折叠和可溶性tau

在皮层区域，所有治疗组均显著降低MC1错误折叠tau（减少45%-60%）。ELISA分析显示总可溶性tau减少60%-70%，磷酸化tau（Ser202和Ser396/404）也显著降低，达到甚至优于2月龄基线水平。令人意外的是，联合治疗并未显示出叠加效应。

scFv-MC1单药治疗减少海马区错误折叠tau但未改变可溶性tau水平

仅scFv-MC1单药显著减少海马齿状回颗粒细胞层70%的MC1阳性tau病理，而scFv-PHF1及联合治疗仅显示非显著下降趋势。值得注意的是，海马区总可溶性tau水平在各组间无显著差异。

scFv-MC1显著降低皮层和海马区寡聚/聚集tau

在皮层和海马区，scFv-MC1分别减少40%和50%的寡聚tau，效果优于其他治疗方案。海马区寡聚tau水平甚至恢复至2月龄基线水平，表明其有效阻断聚集过程。

scFv-MC1降低海马区不溶性tau但增加皮层不溶性tau

仅scFv-MC1单药使海马不溶性tau减少40%，而联合治疗意外导致皮层不溶性tau增加80%，机制尚不明确。

scFv-MC1单药改善运动和行为表型

在转棒实验中，scFv-MC1治疗组表现最佳（p=2.05×10^-8）。后肢抓握评分和旷场实验均显示，仅scFv-MC1能显著改善运动功能和焦虑样行为，这种改善与tau病理减轻区域的功能吻合。

scFvMC1治疗改变脑葡萄糖代谢

¹⁸F-FDG-PET显示scFvMC1治疗增加齿状回、脚间核等区域的葡萄糖摄取，同时降低杏仁核代谢活动，这些区域与空间记忆、注意力和情绪调节密切相关。

这项研究得出几个关键结论：首先，AAV1介导的外周scFv-MC1递送能有效减少脑内多种病理性tau形态，特别是寡聚体和不溶性聚集物，这与其显著改善神经功能表型的结果一致。其次，靶向tau早期构象改变的scFv-MC1显示出全面优于靶向晚期磷酸化位点的scFv-PHF1的治疗效果。最令人意外的是，联合靶向早期和晚期tau修饰的策略并未产生协同效应，反而可能影响不溶性tau的清除效率。

这些发现对tau靶向治疗发展具有重要指导意义：其一，证实外周递送scFv的基因治疗策略可有效干预中枢tau病理；其二，强调tau构象表位可能是比磷酸化表位更优的治疗靶点；其三，提示联合靶向策略需要更精细的设计和时机选择。研究还开创性地将tau病理的生化特征与脑能量代谢变化相关联，为评估治疗效果提供了新维度。

该研究的局限在于尚未阐明scFv-MC1穿越血脑屏障和进入神经元的精确机制，以及为何联合治疗会增加皮层不溶性tau。未来研究可探索优化scFv设计（如添加转铁蛋白受体靶向序列），或尝试序贯给药策略。这些发现为推进tau免疫治疗走向临床提供了重要 preclinical 证据，也为理解不同tau形态在疾病中的作用提供了新视角。