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Nature系列综述:Tau蛋白

先进材料  · 公众号  ·  · 2024-07-17 09:27

正文

Tau蛋白 参与各种细胞过程,包括在神经元微管的结合和稳定中发挥典型作用。Tauopathies是一种神经退行性疾病,其特征是tau蛋白聚集体在神经元中的异常积累,例如在额颞叶痴呆和阿尔茨海默病等疾病中。tau编码区的突变或破坏tau mRNA剪接、tau翻译后修饰和细胞应激因子(如氧化应激和炎症)会增加tau聚集的趋势并干扰其清除。病理性tau与神经退行性疾病的进展密切相关,tau聚集物的传播与疾病严重程度有关。病理性tau与神经退行性疾病的进展密切相关,tau聚集物的传播与疾病严重程度有关。最近的技术进步,包括冷冻电子显微镜和源自人类诱导多能干细胞的疾病模型,增加了我们对神经退行性疾病中tau相关病理的理解。在破译tau聚集结构和蛋白质聚集和毒性的分子机制方面取得了重大进展。在这篇综述中,我们讨论了对tau的不同细胞功能和tau内含物病理学的最新见解,并探讨了治疗干预的潜力。

Tau蛋白于1975年被发现, 是首批被表征的微管相关蛋白(MAPs)之一 。它主要在神经元中表达,促进微管的组装并稳定微管网络。Tau在较低浓度下也存在于其他脑细胞类型中,如星形胶质细胞和少突胶质细胞。1985年,Tau被确定为神经原纤维缠结(NFT)的一个组成部分。NFT是细胞内丝状、 高磷酸化tau蛋白的积聚 ,是原发性tau蛋白病的病理标志,如伴有tau蛋白病理的额颞叶变性(FTLD-tau)、进行性核上性麻痹(PSP)和皮质基底变性(CBD),以及继发性tau素病,如阿尔茨海默病(AD)和慢性创伤性脑病(CTE)。 家族性FTLD tau是由tau基因突变引起的,表明仅病理性tau就足以导致神经退行性病变。Tau聚集体(或内含物)在细胞内和细胞间传播,将其错误折叠的状态传递给可溶性Tau分子。淀粉样级联假说认为,细胞外淀粉样β斑块的积累会引发一系列导致AD17的事件。尽管在轻度认知障碍前几年就存在这些斑块, 但tau内含物的积累与认知能力下降更直接相关,表明tau在推动疾病进展中起着至关重要的作用

Tau是MAP家族的一员 。这些蛋白质具有相似的一级结构,包括四个结构域:N端结构域、富含脯氨酸的区域(PRR)、微管结合区域(MTBR)和C端结构域(图1)。Tau交替剪接成各种异构体,每种异构体在四个结构域的组成上都不同。Tau是一种亲水性蛋白质,不采用其他亲水性细胞质蛋白质的紧凑折叠结构。N末端结构域本质上是无序的,在生理pH27下带负电荷。相邻的PRR带正电荷,并且比N-末端结构域更有结构。PRR包含七个脯氨酸-X-X脯氨酸基序,具有多个磷酸化位点,这些位点也作为具有SRC同源3(SH3)结构域的信号蛋白的结合位点







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