携带 V337M MAPT 突变的 iPSC 诱导神经元对 caspase 介导的 tau 蛋白切割和细胞凋亡具有选择性易感性

7 月 20,2024

背景:tau蛋白的翻译后修饰(PTM)会导致tau蛋白病变中异常tau蛋白的逐渐积累和神经元退化,这些病变包括额颞叶变性(FTLD)和阿尔茨海默病(AD)的各种变体。活性半胱天冬酶(包括caspase-6)对tau蛋白的蛋白水解切割可能具有神经毒性,并且易于发生自身聚集。此外,我们最近的研究表明,除了磷酸化tau蛋白病理外,caspase-6切割的tau蛋白也是AD中tau蛋白病理的一个常见但研究不足的方面。在AD和Pick病中,很大一部分caspase-6相关的切割tau蛋白阳性神经元缺乏磷酸化tau蛋白,这表明许多易受tau蛋白病理影响的神经元在使用传统的磷酸化tau蛋白抗体时无法被检测到,并且可能对基于磷酸化tau蛋白的疗法无反应。因此,针对caspase切割tau蛋白病理的治疗策略可能对于调节阿尔茨海默病(AD)和其他tau蛋白病中tau蛋白异常的程度至关重要。方法:为了解caspase激活、tau蛋白切割和神经元死亡的时间和进展,我们制备了两种靶向caspase-6 tau蛋白切割位点的单克隆抗体(mAb),并检测了因V337M MAPT突变导致额颞叶痴呆(FTLD)患者的死后脑组织。随后,我们评估了携带FTD相关V337M MAPT突变的诱导多能干细胞(iPSCs)分化而来的皮层神经元中的tau蛋白切割和凋亡应激反应。最后,我们评估了caspase抑制剂在这些iPSC衍生神经元中的神经保护作用。结果:FTLD V337M MAPT患者的死后脑组织对切割tau蛋白的mAb和活性caspase-6均呈阳性反应。与同源野生型MAPT对照组相比,分化后培养3个月的V337M MAPT神经元表现出致病性tau蛋白(以caspase切割的tau蛋白、磷酸化tau蛋白和更高水平的tau寡聚体形式存在)的随时间增加。V337M MAPT神经元中毒性tau蛋白的积累与对促凋亡应激的易感性增加相关。值得注意的是,这种突变相关的细胞死亡可通过抑制效应caspase而得到药理学上的逆转。结论:我们的结果表明,V337M MAPT神经元中caspase-6切割的tau蛋白存在上游的、随时间推移的积累,从而促进神经毒性。这些过程可通过抑制caspase来逆转。这些结果强调了开发caspase-6抑制剂作为FTLD和其他tau蛋白病治疗药物的潜力。此外,他们还强调了使用半胱天冬酶切割的tau蛋白作为这些疾病生物标志物的潜力。关键词:活性半胱天冬酶-6;额颞叶痴呆;新表位抗体;尸检;tau蛋白切割;tau蛋白病;MAPT V337M突变;诱导多能干细胞。