《Communications Chemistry》：Liquid-liquid phase-separated tau colocalizes with and stabilizes Aβ oligomers
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蛋白质聚集是神经退行性疾病的标志，其中错误折叠蛋白积累为不溶性沉积物。新兴研究表明，液-液相分离（LLPS）可能是多种神经疾病相关蛋白从单体向淀粉样纤维转变的过渡阶段。本研究探讨了tau与淀粉样蛋白-β（Aβ）偏离路径寡聚体（off-pathway oligo
蛋白质聚集是神经退行性疾病的标志，其中错误折叠蛋白积累为不溶性沉积物。新兴研究表明，液-液相分离（LLPS）可能是多种神经疾病相关蛋白从单体向淀粉样纤维转变的过渡阶段。本研究探讨了tau与淀粉样蛋白-β（Aβ）偏离路径寡聚体（off-pathway oligomers）之间的相互作用，二者是阿尔茨海默病（AD）的关键蛋白。研究结果表明，在LLPS条件下tau凝聚体充当Aβ寡聚体的储库。在tau凝聚体内，Aβ寡聚体降低了tau动力学并形成离散斑点，表明其为Aβ寡聚体簇集提供了有利环境。相反，在无LLPS条件下，tau与Aβ寡聚体形成形态各异的固态共聚物。tau显著影响了Aβ组装动力学，稳定偏离路径寡聚体并抑制其被淀粉样纤维替代。结果凸显了tau与Aβ高阶组装体间的相互作用，这可能促成AD病理。
研究背景与立项依据
阿尔茨海默病（AD）以神经元渐进性丧失及认知障碍为核心特征，典型病理标志为tau神经原纤维缠结（NFTs）与Aβ淀粉样斑块共存。tau与Aβ均为固有无序蛋白，生理条件下tau可经液-液相分离（LLPS）形成液态凝聚体，并作为微管成核位点发挥生理功能；病理条件下LLPS又可成熟为淀粉样构象。Aβ尤其Aβ42高度聚集倾向，其偏离路径寡聚体（off-pathway oligomers）而非成熟纤维被认为具有最强神经毒性。尽管已知tau与Aβ存在双向互作，但二者在早期高阶组装态（LLPS凝聚体 vs 寡聚体）层面的直接交互仍不清楚。该研究即针对此空白，探究LLPS状态下tau凝聚体如何招募并影响Aβ偏离路径寡聚体的结构与动力学。论文发表于《Communications Chemistry》。
主要关键技术方法
研究人员采用10 μM全长4R-Tau（hTau40）于30 mM Tris、50 mM NaCl、pH 7.4、10% PEG 6000（分子拥挤剂）体系诱导LLPS；以共价二聚Aβ变体dimAβ（两Aβ40亚基经甘氨酸-丝氨酸连接肽偶联）在静置无机械扰动下制备均质偏离路径寡聚体dimAβOs（临界寡聚浓度COC约1.5 μM）。借助差示干涉相差（DIC）显微镜、共聚焦荧光显微镜（Alexa-647-tau与Alexa-488-dimAβ共标记）、原子力显微镜（AFM）表征形貌；浊度法与动态光散射（DLS）量化凝聚体形成与粒径；荧光恢复后光漂白（FRAP）测定凝聚体内蛋白流动性；ThT荧光动力学示踪dimAβ双相组装；将预形成共凝聚体/共聚物转染HEK293T细胞观察胞内命运；以SH-SY5Y细胞LDH释放评估急性细胞毒性。
研究结果
Interaction of tau condensates with Aβ42 oligomers
在LLPS条件下，10 μM tau凝聚体与40 μM Aβ42来源的寡聚体共孵育，共聚焦显示Aβ42寡聚体与tau球状液态滴共定位，但Aβ分布不均，凝聚体内部并存无运动性固态无定形共聚物，证实tau滴可作为Aβ寡聚体容器。
DimAβOs colocalize with tau condensates
以dimAβOs替代天然Aβ42寡聚体排除单体/纤维混杂，4 μM dimAβOs与10 μM tau在10% PEG下数分钟内形成共凝聚滴；共聚焦揭示dimAβOs在tau滴内整体弥散，同时出现嵌套状高浓度斑点（puncta），时程成像显示斑点尺寸形态稳定，表明Aβ寡聚体在滴内发生多相重排。
DimAβOs colocalize with tau condensates（浊度与DLS补充）
浊度曲线显示dimAβOs单独不响应PEG，仅tau或tau+dimAβOs随PEG升高浊度增加；DLS表明加入dimAβOs后tau凝聚体平均直径由2.3 μm增至3.2 μm，证明共凝聚由tau主导、Aβ寡聚体被招募入滴。
DimAβOs affect dynamics of tau in the colocalized system
FRAP分析25个液滴显示：无dimAβOs时tau恢复半时46±24 s、不动分数0.25±0.16；加入dimAβOs后恢复半时升至73±17 s（增58%）、不动分数升至0.42±0.20（增68%），说明Aβ寡聚体降低tau液滴流动性、推动向低动力学态偏移。
Broader recovery range of dimAβOs in the colocalized system
对无斑点的共凝聚滴中dimAβOs单独漂白，其恢复半时86±60 s、不动分数0.44±0.24，恢复时间分布跨度大（可达300 s），反映凝聚体内dimAβOs种群异质、交互模式多样。
Tau suppresses fibril formation of dimAβ by stabilizing its oligomeric form
ThT动力学显示5 μM dimAβ单有双相曲线（先寡聚体后纤维），加入10 μM tau后无论LLPS或非LLPS条件均保留寡聚相、完全取消纤维相；AFM证实含tau样本无纤维，非LLPS下见无定形tau-dimAβ堆积，表明tau通过直接互作动力学稳定偏离路径寡聚体、阻断其向纤维演变。
Tau and dimAβOs coprecipitate in the absence of crowding agents
撤去PEG后10 μM tau与1–20 μM dimAβOs浊度随Aβ浓度单调上升，DLS见可达50 μm颗粒（均值7–8 μm），DIC/AFM呈无定形共沉淀，荧光共定位且FRAP几乎无恢复，证明非LLPS下二者形成固态共聚物。LDH实验显示dimAβOs单独处理SH-SY5Y 72 h致LDH释放升高，而tau或tau-dimAβO共聚物毒性更低，提示tau隔离降低Aβ寡聚体急性毒性。
Intracellular behaviour of tau-dimAβO co-assemblies
将预形成共凝聚体与共聚物转染HEK293T，共凝聚体入胞后稳定存留并共定位，共聚物则多位于胞外沉积、偶见胞内，说明液态共凝聚体较固态共聚物更易在细胞内维持。
讨论与结论翻译
讨论指出，tau与Aβ协同驱动AD已成共识，本研究揭示tau通过LLPS滴直接捕获Aβ偏离路径寡聚体，使其停滞于寡聚态——虽降低急性毒性，却可能延长生物活性寡聚体暴露窗口。FRAP证明Aβ寡聚体减缓tau液滴动力学，嵌套斑点体现“相中相”分级组装，类似核仁应激颗粒的分区逻辑。胞内实验支持共凝聚体生理相关性，而共聚物偏胞外提示不同组装态机制分流。局限在于互作分子决定簇未解、嵌套斑动力学未能直接漂白。
结论：tau凝聚体在LLPS条件下作为Aβ偏离路径寡聚体储库，降低自身动力学并促成Aβ寡聚簇集；非LLPS下形成固态共聚物；tau全程抑制dimAβ纤维化、稳定寡聚态，该高阶互作构成AD病理早期事件之一。
