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微管相关蛋白Tau在阿尔兹海默症(AD)及其它相关神经退行性疾病中都被过度磷酸化,因而这类疾病统称为tauopathies。微管网络在AD病人大脑神经元中也被破坏,而且发生在早期,被认为是神经元功能异常的一个最关键的病理生理学机制。研究表明,在tauopathy转基因小鼠模型中,通过微管稳定药物处理可以有效的挽救运输和认知缺陷等病理特征。
为了在体内找到可以抑制Tau蛋白诱导的微管破坏的互作基因,我们将人类Tau蛋白异位表达到果蝇肌肉细胞中。野生型和突变体Tau过表达都造成了微管破坏。生化和免疫染色显示,过表达Tau被高度磷酸化,只有非磷酸化Tau可以结合微管。通过遗传筛选我们发现组蛋白去乙酰化酶家族中的一个成员,HDAC6突变可以很好的抑制突变体和野生型Tau过表达所导致的微管破坏。之前研究表明,磷酸化Tau可能会造成微管的破坏。结果表明,HDAC6突变并没有降低过表达Tau的磷酸化水平。而且HDAC6突变可以挽救不能被磷酸化的突变体Tau诱导的微管破坏,提示HDAC6不是通过影响Tau的磷酸化水平来挽救微管的。体内外微管结合实验表明,HDAC6突变也不影响Tau结合微管的能力。HDAC6突变升高了微管乙酰化水平,但这是不是挽救微管破坏的主要原因还需要进一步的实验证据。
前人研究表明,Tau在果蝇的神经系统过表达会造成神经肌肉突触形态的异常。所以我们进一步在神经系统验证了HDAC6突变也可以很好的抑制Tau过表达所造成的神经肌肉突触形态和微管骨架的异常。但是,HDAC6突变不能挽救Tau过表达所致的晚期发生的神经元凋亡现象和寿命的缩短,提示AD不同病理特征的发生机制可能是不一样的。这些发现为阐述病理状态下Tau破坏微管的机制和为筛选Tau相关疾病药物提供了新的模式体系。