p-tau217与阿尔茨海默症神经变性的相关性及靶向p-tau217免疫疗法对小鼠tau蛋白病的缓解作用

引言

神经元的丧失是阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）的核心问题，然而至今尚无疗法能够阻止AD相关的神经退行性变。tau是一种微管相关蛋白，主要在神经元中表达，调节微管聚合和稳定性。在中枢神经系统中，tau异常聚集是包括阿尔茨海默症在内的多种神经退行性病症（tauopathies）的病理标志。尽管tau被认为在AD相关神经变性中发挥重要作用，但具体的形式和机制一直未明。

近日，Zhang等人发表于Neuron的一项研究中报告了他们针对人类tau蛋白217位点磷酸化（p-tau217）开发了一种单克隆抗体（mAb2a7），并观察到p-tau217水平与AD患者脑萎缩和认知障碍呈正相关。通过对ps19 tau蛋白病小鼠模型进行的被动免疫治疗，研究人员发现mAb2a7能够显著减少tau病理及聚集，改善神经元丧失，甚至恢复脑功能。这一发现为AD相关神经变性的治疗提供了一个潜在靶点。

研究背景

p-tau217在早期AD发病阶段的脑脊液和血浆中升高，并与AD脑中的tau沉积相比更紧密关联。研究还显示，tau蛋白的不同磷酸化形式在AD的不同阶段变化显著，但关键推断尚未完全被阐明。与之相反，tau去除导致小鼠出现帕金森症状和脑胰岛素抵抗，表明tau的生理功能不可或缺。因此，特异性靶向病理性或神经毒性tau形式可能提供治疗tau病症的方案，其中靶向高磷酸化形式的tau可能是一个有前景的方法。

研究方法

本文的研究由Denghong Zhang、Wei Zhang、Chen Ming等人完成，隶属于厦门大学第一附属医院脑科学中心、唐都医院神经内科、澳门大学健康科学学院、重庆医科大学脑科学与疾病研究所、福建医科大学附属医院等机构，论文发表在2024年的Neuron期刊上。

研究开发了特异性靶向p-tau217的单克隆抗体mAb2a7，通过免疫荧光（IF）染色法、免疫印迹（IB）分析等方法验证了其在识别p-tau217的特异性和亲和力，并应用ps19 tau蛋白病小鼠模型评估了被动免疫治疗的效果。此外，研究还对比了抗体mAb2a7和靶向总tau抗体（13g4）在脑功能和tau病理中的作用。

抗体特异性和亲和力验证

研究首先生成了靶向磷酸化tau217（p-tau217）肽段的小鼠单克隆抗体，并识别出一个IgG2b克隆，即mAb2a7。通过表面等离子共振（SPR）分析，验证了mAb2a7对p-tau217肽段的高亲和力以及极低的交叉反应性。IB分析进一步展示了mAb2a7能够识别ps19 tau转基因小鼠脑中的人类tau蛋白，而非野生型小鼠tau蛋白。

被动免疫治疗方法

为了检验mAb2a7是否能够调节ps19小鼠中的神经退行性变和tau病理积累，研究采用经鼻（IN）和静脉（IV）途径将mAb2a7输送至小鼠体内。结果显示，IN输送比IV途径更高效地将抗体送入小鼠脑内，并且mAb2a7主要与tau结合，而IV途径下的抗体则更多以游离形式存在。通过单剂量mAb2a7在不同时间点对脑和血浆样本进行ELISA检测，进一步证明IN途径尤其适用于脑疾病的免疫治疗。

治疗效果评估

研究发现，mAb2a7治疗显著减少了ps19小鼠脑中的tau病理和聚集，减少了tau相关的神经元凋亡和脑萎缩，并且在认知功能和行为表现上恢复了感染小鼠的正常水平。特别是，通过多种行为测试，如开放场测试、罗塔棒测试和莫里斯水迷宫测试，证明了mAb2a7能够恢复小鼠的认知功能和运动功能。

此外，研究还详细分析了抗体对小鼠蛋白质稳态的恢复作用。蛋白质组学的分析显示，mAb2a7治疗恢复了涉及突触功能、神经活动等的蛋白质表达，并下调了与氧化应激和凋亡相关的蛋白质。这些结果表明，阿尔茨海默症的进展可能由于tau病理积累引起的蛋白质稳态破坏所推动，而mAb2a7通过恢复蛋白质平衡从而提供了保护作用。

研究还对比了靶向总tau抗体13g4在治疗中的效果，发现尽管13g4也能减少tau病理和神经退行性变，但引起了小鼠的明显运动功能障碍，提示靶向tau选择性形式治疗可能具有更少的副作用。

研究意义和价值

这项研究对于AD的治疗具有重要的科学和临床意义。首先，通过靶向特定的tau磷酸化形式而非总tau蛋白，不仅提供了一个更精准的治疗方案，还可能减少由于总tau蛋白水平降低引起的副作用。其次，研究验证了靶向高磷酸化tau的免疫疗法在实验动物中的有效性和安全性，这为后续的临床试验提供了强有力的支持。

研究还表明，经鼻途径是将抗体高效送入大脑的有效策略，相较于传统的静脉途径，这无疑为脑部疾病的治疗方法提供了新的思路。这项研究展示了通过精准和特异的靶向策略，结合有效的递送途径，可能为治疗阿尔茨海默症等相关神经退行性疾病提供解决方案，并改善患者的生命质量。

本文的研究不仅为AD相关神经变性提供了一个潜在的治疗靶点，还展示了一种有效的脑疾病靶向免疫治疗策略，具有重要的科学和临床应用价值。