近期发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究,颠覆了以往对tau蛋白功能的认知。德雷塞尔大学的华人科学家Qiang Liang及其团队发现,原来tau蛋白在细胞内起到的作用,并不是几十年来公认的稳定“细胞骨架”蛋白——微管蛋白,而是与其恰恰相反,是为了保证微管蛋白的“不稳定”[1]!。更悲剧的是,以错误认知为出发点的AD治疗研究,可能都要再想想了!
微管蛋白是个啥?要知道细胞可不是一泡水,它们能保持圆圆的形状(大多数),主要是因为细胞内还有无数的微管蛋白相互交联,支撑起薄薄的细胞膜和众多胞内结构。这些被誉为“细胞骨架”的蛋白同时也担负着铁道部的责任,蛋白轨道上无时无刻不有“货物“运输,保证了整个细胞功能的完整[2]。
1975年,tau蛋白被鉴定为微管组装的必需维稳蛋白,在此后的岁月里,无数的科研论文都说明,tau蛋白之于微管,就像枕木之于铁轨,它的任务就是保证微管蛋白稳稳地站在自己的岗位上。就算现在随便百度一篇有关tau蛋白的文章,想必其中都明明白白写着,tau蛋白的功能就是保持微管的稳定、降低微管蛋白的解离。
1998年,一个研究团队在实验中发现,利用tau蛋白抗体使tau失活,实际上并没有影响神经元轴突中的微管质量啊[3]。tau蛋白真的能够促进微管的稳定吗?怀疑。
其实98年这项研究的结果也很值得商榷,于是德雷塞尔大学研究者进行了全新的实验,试图确定tau蛋白的真实身份。这里要提到一点新知识,微管呢,也不是都一个模样。就拿铁轨举例吧,火车也需要变道,相应的铁轨也有可以移动的部分。微管蛋白也是一样,有稳定区域,也有比较灵活的动态区域,二者的比例差不多各占一半[4]。研究者发现tau蛋白的角色的存在意义并不帮助谁更“稳”,而是让动态区能够保持着“不稳定”的状态存在更长时间。
这些年里,数以百计的论文、网站甚至教材都采取了tau蛋白是微管蛋白稳定剂的说法[7],认同这一理论的研究者们也已经开展了基于此理论的临床试验[8]。可是根据这项最新研究,对缺失正常tau蛋白的患者来说,稳定微管并不是合理的治疗方式,反而可能使病情变得更加糟糕。研究者下一步准备在小鼠脑中重复实验,如果结果能够得到复制,那么想必我们就可能得到真正能够治疗微管的方法,恢复受损的神经元。
参考资料:
[1] https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)30681-X
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Microtubule
[3] http://www.jneurosci.org/content/18/21/8660
[4] Individual microtubules in the axon consist of domains that differ in both composition and stability. J. Cell Biol. 111, 495–509.
[5] STOP (stable-tubule-only-polypeptide) is preferentially associated with the stable domain of axonal microtubules. J. Neurocytol. 32, 399–413.
[6] STOP (stable-tubule-only-polypeptide) is preferentially associated with the stable domain of axonal microtubules. J. Neurocytol. 32, 399–413.
[7] Tau stabilizes microtubules by binding at the interface between tubulin heterodimers. Proc. Natl. Acad.Sci. USA 112, 7501–7506.
[8] Tau missorting and spastininduced microtubule disruption in neurodegeneration: Alzheimer disease and hereditary spastic paraplegia. Mol. Neurodegener. 10, 68.