Tau蛋白Ser356位点磷酸化：阿尔茨海默病早期神经原纤维缠结的新型生物标志物

《Acta Neuropathologica》：Phospho-tau Ser356 is mostly confined to pre-NFT neurons in Alzheimer’s pathology

本研究针对tau蛋白Ser356磷酸化(pSer356)在阿尔茨海默病(AD)神经原纤维缠结(NFT)形成过程中的作用争议，通过系统比较两种pSer356抗体的特异性，发现单克隆抗体ab92682可特异性识别早期pre-NFT阶段神经元中的pSer356信号，而该信号在成熟NFT中消失。这一发现揭示了pSer356作为早期tau病理的特异性标志物，为AD早期诊断和干预提供了新靶点。

　　

在阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的研究领域，tau蛋白的异常磷酸化一直是科学家们关注的焦点。这种蛋白质原本负责稳定神经细胞内的微管结构，但当其发生过度磷酸化后，就会逐渐聚集形成神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)，这是AD大脑的典型病理特征之一。有趣的是，NFTs的形成并非一蹴而就，而是经历pre-NFT（前神经原纤维缠结）、mature NFT（成熟神经原纤维缠结）和ghost NFT（鬼影神经原纤维缠结）三个阶段的演变过程，这一过程与患者的认知功能下降密切相关。

然而，科学界对于特定磷酸化位点在NFT形成过程中的作用仍存在争议。特别是tau蛋白第356位丝氨酸的磷酸化(phospho-tau Ser356, pSer356)，已有研究表明这一修饰可能抑制tau蛋白的自我聚集倾向，但其在AD病理发展中的具体角色却鲜为人知。更令人困惑的是，不同研究团队使用不同抗体获得了相互矛盾的结果：Taylor等人报道pSer356与硫磺素S(Thioflavin S, ThS)阳性的成熟NFTs高度共定位，而本文研究团队的前期工作则提示pSer356可能主要存在于pre-NFT阶段。

为了解决这一争议，来自首尔国立大学的研究团队在《Acta Neuropathologica》上发表了他们的最新研究成果。他们通过系统的实验设计，揭示了pSer356在AD病理发展中的时空分布特征，为理解tau蛋白病理提供了新的视角。

研究人员主要运用了免疫印迹(immunoblotting, IB)和免疫荧光染色(immunofluorescence staining, IFS)等关键技术，对重组tau蛋白、细胞模型以及来自AD和原发性年龄相关tau蛋白病(primary age-related tauopathy, PART)患者的死后脑组织样本进行了分析。这些脑组织样本根据Braak分期进行了系统分类，涵盖了疾病发展的不同阶段。

抗体特异性验证揭示研究分歧根源

研究团队首先对导致先前研究结果不一致的核心问题——抗体特异性进行了深入验证。他们通过体外tau蛋白磷酸化实验，比较了兔多克隆抗体ab75603和小鼠单克隆抗体ab92682对野生型tau蛋白和S356A突变体（无法发生Ser356磷酸化）的识别能力。

实验结果显示，ab75603抗体存在交叉反应性，即使对不能磷酸化的S356A突变体也能产生信号，而ab92682抗体则只特异性识别真正发生磷酸化的Ser356位点。在过表达tau-S356A的细胞模型中，这一差异得到进一步证实。这些发现完美解释了为何使用不同抗体的研究会得出截然相反的结论。

pSer356在AD脑组织中的时空分布特征

接下来，研究人员在AD和PART患者脑组织中进行了AT8（识别pS202/pT205）和pSer356(ab92682)的共免疫荧光染色。结果显示，AT8免疫反应性在PART和AD的早期Braak阶段就出现在内嗅皮层，而pSer356信号则在Braak III期才首次出现在AD大脑海马下托区域，呈现分散分布模式。

尤为重要的是，pSer356表现出颗粒状和前纤维状的分布模式，主要存在于pre-NFT神经元中，而在含有成熟或ghost NFTs的神经元中几乎检测不到信号，尽管这些神经元显示出强烈的AT8信号。定量分析表明，在AD（Braak IV-V期）病例的CA1区域，pSer356阳性神经元主要与pre-NFTs相关，而与成熟或ghost NFTs几乎没有重叠。

pSer356与成熟NFT标记物缺乏共定位

为了进一步验证pSer356与NFT成熟度的关系，研究人员进行了pSer356与ThS的共染色实验。ThS是一种能够特异性标记成熟淀粉样蛋白结构的染料，可识别成熟NFTs和老年斑。与Taylor等人的发现相反，本研究显示pSer356阳性神经元与ThS阳性神经元没有重叠，即使在晚期AD样本中也是如此。这一结果强有力地支持了pSer356主要存在于前纤维状、可溶性tau物种中，而不是成熟NFTs中的观点。

研究结论与意义

本研究通过严谨的实验设计证实，tau蛋白Ser356位点的磷酸化主要局限于pre-NFT阶段的神经元，而在成熟和ghost NFTs中基本缺失。这一分布模式不能简单归因于表位掩蔽现象，而是反映了真实的病理变化：首先，质谱分析显示pSer356的水平显著低于其他促进聚集的磷酸化位点；其次，生化实验表明pSer356能够延迟tau蛋白的聚集；最后，单分子生物物理分析显示pSer356在AD聚集物中几乎检测不到。

这些发现不仅澄清了先前研究中的矛盾结果，揭示了抗体选择对研究结论的关键影响，更重要的是确立了pSer356作为AD早期tau病理的特异性生物标志物。该研究为理解tau蛋白磷酸化在疾病不同阶段的功能提供了新的视角，提示pSer356可能在抑制tau蛋白聚集、维持可溶性状态方面发挥重要作用。这一认识为开发针对早期AD病理的干预策略提供了新的靶点，未来研究可进一步探索pSer356对tau蛋白自聚集的影响及其治疗潜力。