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阿尔茨海默病（AD）病理中 Aβ 与磷酸化 tau 的关系尚不明确，且石蜡切片中 tau 磷酸化水平检测不足。研究人员开发 HIGASHI 方法，发现 AD 模型小鼠脑内淀粉样斑块中心存在磷酸化 tau，且与小胶质细胞共定位，证实 Aβ 参与其聚集但 tau 非斑块形成必需。
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）如同隐匿的记忆掠夺者，悄悄侵蚀着患者的认知世界。这种以进行性神经退行性变为特征的疾病，核心病理表现为脑内神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles, NFTs）和老年斑（senile plaques）的形成。其中，老年斑由 β- 淀粉样蛋白（amyloid-β protein, Aβ）聚集而成，神经原纤维缠结则与微管相关蛋白 tau 的异常磷酸化密切相关。然而，这两种蛋白在脑实质中的存在形式是否存在差异，它们的聚集机制又有着怎样的关联，一直是困扰科学界的谜题。此外，在传统的病理分析中，石蜡包埋切片检测到的 tau 磷酸化水平往往低于生化分析结果，这使得研究者难以准确捕捉到磷酸化 tau 的真实分布和动态变化。
为了揭开这些谜团，日本同志社大学（Doshisha University）的研究人员开展了一项富有创新性的研究。他们致力于开发一种能够更高效显示磷酸化蛋白（包括 tau）的技术方法，并探究 Aβ 与磷酸化 tau 在 AD 模型小鼠脑内的相互作用。这项研究的成果发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》上，为理解 AD 的病理机制提供了新的视角。
研究人员主要采用了自主开发的高亲和力染色组织免疫反应（HIGh Affinity Staining Histological Immunoreactivity, HIGASHI）方法，该方法通过优化组织固定和抗原修复程序，在冷冻切片上实现了磷酸化 tau 的可视化。实验使用了野生型小鼠、tau 基因敲除（tau knockout, TKO）小鼠以及携带人类淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein, APP）瑞典、伊比利亚和北极突变的 APP 基因敲入（knock-in, KI）小鼠作为研究对象，重点分析了脑内老年斑与磷酸化 tau 的分布及关联。
1. 利用 HIGASHI 方法可视化磷酸化 tau
在生理条件下，tau 的磷酸化水平受到严格调控。成年小鼠脑内 tau 磷酸化程度较低，而低温处理可人为诱导成年小鼠脑内 tau 过度磷酸化。研究人员利用这一特性，通过 HIGASHI 方法在野生型小鼠脑冷冻切片的苔藓纤维中成功观察到了磷酸化 tau 的存在，证明了该方法在检测磷酸化蛋白方面的有效性。
2. AD 模型小鼠脑内老年斑与磷酸化 tau 的分布
通过对 APPNL-G-F/NL-G-F基因敲入小鼠（一种 AD 模型小鼠）的脑切片进行分析，研究人员发现磷酸化 tau 富集于老年斑的中心区域。进一步研究显示，这些老年斑的中心还存在小胶质细胞的聚集，提示小胶质细胞可能在磷酸化 tau 聚集或老年斑的病理过程中发挥作用。值得注意的是，当将 APP 基因敲入小鼠与 tau 基因敲除小鼠杂交后，后代小鼠脑内仍然形成了老年斑，这一结果明确表明 tau 并非老年斑形成的必要条件，Aβ 可以独立诱导老年斑的产生。
本研究通过 HIGASHI 方法首次在 AD 模型小鼠脑内观察到磷酸化 tau 定位于老年斑的核心区域，证实了 Aβ 参与磷酸化 tau 在脑实质老年斑中心的聚集过程。这一发现为 “淀粉样蛋白级联假说” 提供了新的实验证据，表明 Aβ 不仅是老年斑的主要成分，还可能通过某种机制诱导 tau 的异常磷酸化和聚集，进而促进神经原纤维缠结的形成。同时，研究明确了 tau 在老年斑形成中的非必需性，这为区分 AD 病理中不同蛋白的作用机制提供了关键依据，有助于开发更具针对性的 AD 诊断和治疗策略。此外，小胶质细胞与磷酸化 tau 在老年斑中心的共定位现象，也为探索神经炎症与 AD 病理的相互作用开辟了新方向。
这项研究不仅解决了传统检测方法在磷酸化 tau 可视化方面的局限性，还通过严谨的遗传学实验设计，澄清了 Aβ 与 tau 在 AD 病理中的关系，为深入理解 AD 的发病机制奠定了重要基础。未来，基于 HIGASHI 方法的进一步研究可能会揭示更多磷酸化 tau 在神经退行性疾病中的动态分布和功能，为 AD 的早期诊断和干预提供新的靶点和思路。
