《Biochemical and Biophysical Research Communications》：High Affinity Staining for Histological Immunoreactivity revealed phosphorylated tau within amyloid-cored plaques in the brain of AD model mice.
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阿爾茨海默�。ˋD）病理中 Aβ 與磷酸化 tau 的關系尚不明確，且石蠟切片中 tau 磷酸化水平檢測不足。研究人員開發 HIGASHI 方法，發現 AD 模型小鼠腦內淀粉樣斑塊中心存在磷酸化 tau，且與小膠質細胞共定位，證實 Aβ 參與其聚集但 tau 非斑塊形成必需。
阿爾茨海默�。ˋlzheimer's disease, AD）如同隱匿的記憶掠奪者，悄悄侵蝕著患者的認知世界。這種以進行性神經退行性變為特征的疾病，核心病理表現為腦內神經原纖維纏結（neurofibrillary tangles, NFTs）和老年斑（senile plaques）的形成。其中，老年斑由 β- 淀粉樣蛋白（amyloid-β protein, Aβ）聚集而成，神經原纖維纏結則與微管相關蛋白 tau 的異常磷酸化密切相關。然而，這兩種蛋白在腦實質中的存在形式是否存在差異，它們的聚集機制又有著怎樣的關聯，一直是困擾科學界的謎題。此外，在傳統的病理分析中，石蠟包埋切片檢測到的 tau 磷酸化水平往往低于生化分析結果，這使得研究者難以準確捕捉到磷酸化 tau 的真實分布和動態變化。
為了揭開這些謎團，日本同志社大學（Doshisha University）的研究人員開展了一項富有創新性的研究。他們致力于開發一種能夠更高效顯示磷酸化蛋白（包括 tau）的技術方法，并探究 Aβ 與磷酸化 tau 在 AD 模型小鼠腦內的相互作用。這項研究的成果發表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》上，為理解 AD 的病理機制提供了新的視角。
研究人員主要采用了自主開發的高親和力染色組織免疫反應（HIGh Affinity Staining Histological Immunoreactivity, HIGASHI）方法，該方法通過優化組織固定和抗原修復程序，在冷凍切片上實現了磷酸化 tau 的可視化。實驗使用了野生型小鼠、tau 基因敲除（tau knockout, TKO）小鼠以及攜帶人類淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein, APP）瑞典、伊比利亞和北極突變的 APP 基因敲入（knock-in, KI）小鼠作為研究對象，重點分析了腦內老年斑與磷酸化 tau 的分布及關聯。
1. 利用 HIGASHI 方法可視化磷酸化 tau
在生理條件下，tau 的磷酸化水平受到嚴格調控。成年小鼠腦內 tau 磷酸化程度較低，而低溫處理可人為誘導成年小鼠腦內 tau 過度磷酸化。研究人員利用這一特性，通過 HIGASHI 方法在野生型小鼠腦冷凍切片的苔蘚纖維中成功觀察到了磷酸化 tau 的存在，證明了該方法在檢測磷酸化蛋白方面的有效性。
2. AD 模型小鼠腦內老年斑與磷酸化 tau 的分布
通過對 APPNL-G-F/NL-G-F基因敲入小鼠（一種 AD 模型小鼠）的腦切片進行分析，研究人員發現磷酸化 tau 富集于老年斑的中心區域。進一步研究顯示，這些老年斑的中心還存在小膠質細胞的聚集，提示小膠質細胞可能在磷酸化 tau 聚集或老年斑的病理過程中發揮作用。值得注意的是，當將 APP 基因敲入小鼠與 tau 基因敲除小鼠雜交后，后代小鼠腦內仍然形成了老年斑，這一結果明確表明 tau 并非老年斑形成的必要條件，Aβ 可以獨立誘導老年斑的產生。
本研究通過 HIGASHI 方法首次在 AD 模型小鼠腦內觀察到磷酸化 tau 定位于老年斑的核心區域，證實了 Aβ 參與磷酸化 tau 在腦實質老年斑中心的聚集過程。這一發現為 “淀粉樣蛋白級聯假說” 提供了新的實驗證據，表明 Aβ 不僅是老年斑的主要成分，還可能通過某種機制誘導 tau 的異常磷酸化和聚集，進而促進神經原纖維纏結的形成。同時，研究明確了 tau 在老年斑形成中的非必需性，這為區分 AD 病理中不同蛋白的作用機制提供了關鍵依據，有助于開發更具針對性的 AD 診斷和治療策略。此外，小膠質細胞與磷酸化 tau 在老年斑中心的共定位現象，也為探索神經炎癥與 AD 病理的相互作用開辟了新方向。
這項研究不僅解決了傳統檢測方法在磷酸化 tau 可視化方面的局限性，還通過嚴謹的遺傳學實驗設計，澄清了 Aβ 與 tau 在 AD 病理中的關系，為深入理解 AD 的發病機制奠定了重要基礎。未來，基于 HIGASHI 方法的進一步研究可能會揭示更多磷酸化 tau 在神經退行性疾病中的動態分布和功能，為 AD 的早期診斷和干預提供新的靶點和思路。
