阿爾茲海默病(Alzhermer’s disease, AD),又稱(chēng)老年性癡呆。其主要病理變化之一是病人大腦神經(jīng)元中微管結(jié)合蛋白Tau的過(guò)度磷酸化而形成神經(jīng)纖維纏結(jié)。除了AD,其它多個(gè)相關(guān)神經(jīng)退行性**的病理發(fā)生過(guò)程中也有Tau蛋白的過(guò)度磷酸化和神經(jīng)纖維纏結(jié)的形成,這類(lèi)**統(tǒng)稱(chēng)為T(mén)au蛋白?。╰auopathy)。在正常生理情況下,Tau蛋白起著穩(wěn)定微管的作用,但在Tau蛋白病的病人大腦中,Tau蛋白功能異常,導(dǎo)致微管結(jié)構(gòu)破壞。中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所張永清研究組前期研究表明,在Tau蛋白病的轉(zhuǎn)基因果蠅模型中,異源表達(dá)的Tau被高度磷酸化,并造成微管密度的降低和網(wǎng)絡(luò)的破壞。組蛋白去乙?;福╤istone deacetylase)家族成員HDAC6突變后,可有效地抑制Tau異源表達(dá)所致的微管破壞,且HDAC6特定點(diǎn)突變的功能分析和特異性抑制HDAC6微管去乙?;富钚缘?*處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,HDAC6突變和活性破壞很可能是通過(guò)提高微管乙?;揭酝炀萒au誘導(dǎo)的微管破壞。
然而,HDAC6具有多個(gè)底物。為了進(jìn)一步驗(yàn)證微管乙?;癄顟B(tài)與Tau毒性的關(guān)系,張永清研究組和湖北大學(xué)金珊課題組合作,將果蠅內(nèi)源a-tubulin蛋白的第40位lysine點(diǎn)突變?yōu)間lutamine,從而模擬微管的乙酰化狀態(tài)。結(jié)果表明,模擬乙?;⒐芸梢酝炀萒au過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的微管網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)突觸的發(fā)育異常。此外,在過(guò)表達(dá)Tau蛋白的果蠅發(fā)育到一定階段(二齡幼蟲(chóng))后,再在食物中加入HDAC6的特異抑制劑tubastatin A或ACY-1215,微管破壞的表型也能得到部分挽救,表明在特定時(shí)期提高微管乙酰化水平可以修復(fù)已破壞的微管網(wǎng)絡(luò)。該研究揭示了Tau蛋白病發(fā)病過(guò)程中Tau蛋白破壞微管的機(jī)制,并為開(kāi)發(fā)防治Tau蛋白相關(guān)**的**提供了新思路。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Disease Models & Mechanisms上,研究工作得到了中科院和國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。