簡簡單單發了一篇Nature,莫非改版後變容易了?


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阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種最常見的神經退行性疾病。

其主要的臨床特徵是記憶和認知障礙,最主要的分子特徵是β澱粉樣肽積累、tau蛋白過度磷酸化和神經炎症活化。

然而這三者究竟如何誘導阿爾茨海默病的發生目前還不清楚,因此,目前還沒有治癒阿爾茨海默病的方法。

NLRP3炎症小體是由NLRP3受體,接頭蛋白ASC和蛋白酶caspase-1組成的多聚蛋白複合物。

當其活化後,會誘導caspase-1活化和炎性細胞因子IL-1β產生。

先前的研究表明,腦部大量積累的β澱粉樣肽能夠活化星形膠質細胞中的NLRP3炎症小體,誘導的神經炎症促進阿爾茨海默病的發生。

但是其中的具體機制還不清楚,並且NLRP3炎症小體活化是否能影響tau病變目前也不清楚。

2019年11月20日,來自德國波恩大學的Michael T. Heneka教授和他的團隊在Nature期刊上發表題為 "NLRP3 inflammasome activation drives tau pathology" 的研究論文。

研究發現腦部積累的β澱粉樣肽誘導NLRP3炎症小體活化,後者調控tau相關激酶和磷酸酶的表達,從而促進tau病變和阿爾茨海默病發生。


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主要內容

為了探究NLRP3炎症小體是否能影響tau病變,作者檢測了患有額顳葉痴呆(最主要的tau蛋白病)的病人和小鼠皮質組織中NLRP3炎症小體活化情況。

結果顯示,與正常皮質組織相比,患額顳葉痴呆的皮質組織中表達更高的caspase-1和IL-1β。


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接下來作者探究額顳葉痴呆患者中高表達caspase-1和IL-1β的機制。

先前有研究指出,在阿爾茨海默病(第二大tau蛋白病)患者中,NLRP3炎症小體過度活化。

而caspase-1和IL-1β又是NLRP3炎症小體活化的主要產物。

因此,作者猜想額顳葉痴呆患者中NLRP3炎症小體會發生活化。

為了證實這個猜想,作者分別構建了tau22(tau蛋白突變)過表達和ASC缺陷鼠(Tau22/Asc−/−)以及tau22過表達NLRP3缺陷鼠(Tau22/Nlrp3−/−)。

隨後發現,與對照組相比,Tau22/Asc−/−和Tau22/Nlrp3−/−小鼠的皮質中caspase-1和IL-1β顯著下降,並且tau病變和認知障礙也有所緩解,這表明NLRP3炎症小體活化會促進tau病變。


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NLRP3炎症小體如何促進tau病變呢?

先前的研究指出,tau蛋白過度磷酸化是誘導其病變和相關疾病發生的主要原因。

因此,作者猜想NLRP3炎症小體會促進tau磷酸化。

Tau蛋白磷酸化受到多種激酶和磷酸酶調控,通過對這些關鍵蛋白酶進行檢測

作者發現當NLRP3或者ASC缺陷後,tau蛋白磷酸化受到明顯抑制,並且誘導tau蛋白磷酸化的關鍵激酶。

比如CaMKII-α和GSK-3β顯著下調,誘導tau蛋白去磷酸化的磷酸酶PP2A明顯上升。

這說明NLRP3炎症小體通過上調tau磷酸化來促進其病變。


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先前有研究指出,在阿爾茨海默病發生過程中,β澱粉樣肽能夠促進tau病變加重病情,也能活化NLRP3炎症小體促進神經炎症發生。

但是這三者之間的具體上下游關係目前還不清楚。

為了探究這個問題,作者向tau22,Tau22/Asc−/−和Tau22/Nlrp3−/−三種小鼠腦部注射β澱粉樣肽,檢測tau病變情況。

結果顯示,當NLRP3或者ASC缺陷後,tau磷酸化顯著下降,這表明β澱粉樣肽通過活化NLRP3炎症小體促進tau病變。


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總之,該文發現在tau蛋白病(額顳葉痴呆和阿爾茨海默病)發生過程中,NLRP3炎症小體會發生活化。

後者能夠誘導tau相關激酶表達,抑制磷酸酶表達,從而促進tau磷酸化和疾病發生。

此外,該文還將阿爾茨海默病發生過程中的三個主要分子特徵結合在一起,闡述了早期β澱粉樣肽積累導致NLRP3炎症小體活化,誘導tau病變,加重疾病的發生。

這也從側面反映出靶向β澱粉樣肽治療阿爾茨海默病失敗的原因,為之後研發tau蛋白病靶向藥物提供新的策略。

NLRP3炎症小體和阿爾茨海默病

其實,這並不是Michael T. Heneka 第一次研究NLRP3炎症小體在阿爾茨海默病發生髮展中的作用。

2013年1月31日,Michael T. Heneka 教授和他的團隊在Nature 期刊上發表題為 "LRP3 is activated in Alzheimer's disease and contributes to pathology in APP/PS1 mice" 的文章。

在該文中,作者發現阿爾茨海默病發展過程中NLRP3炎症小體大量活化,誘發神經炎症後又會進一步加重病情。


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2019年9月2日,Michael T. Heneka 教授和他的團隊在The EMBO Journal 期刊上發表題為 "Systemic inflammation impairs microglial Ab clearance through NLRP3 inflammasome" 的文章。

在該論文中,作者發生NLRP3炎症小體活化誘導的神經研究削弱β澱粉樣肽清除。


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除此之外,2019年2月5日,Ilse Dewachter教授和他的團隊在Acta Neuropathologica 期刊上發表題為 "Aggregated Tau activates NLRP3–ASC infammasome exacerbating exogenously seeded and non‑exogenously seeded Tau pathology in vivo" 的文章。

該文指出,腦部大量積累的tau蛋白會誘導NLRP3炎症小體活化,後者又會進一步增強tau蛋白病變。


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細心的讀者會發現,本文多次提到“先前有研究指出”

,那是因為這次的研究結果很多之前都已有報道。

如此簡簡單單就發了一篇Nature,莫非改版後發 Nature 變容易了。

改天筆者也整一篇文章去 Nature 灌灌水,說不定中了呢?


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