阿尔茨海默病(AD)病理特征的核心要素之一是β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块的过度累积。然而,神经组织中大量聚集的病理性tau蛋白也同样重要,这些蛋白会形成神经纤维缠结,并通过某种“种子”机制传播,即从一个病变区域传播到新的区域,进一步损伤健康神经功能。
近年来的研究发现,与纤维缠结相比,tau蛋白低聚体更具神经毒性,阻断这些低聚体不仅能恢复小鼠的认知功能,还能阻止tau蛋白的“种子”传播。为此,开发靶向tau蛋白低聚体的抗体疗法成为一个有潜力的策略。
尽管如此,这种疗法在研究阶段仍面临诸多挑战,尤其是在如何使抗体穿越血脑屏障并在大脑内部起效。此外,抗体还需要在细胞外和细胞内部同时发挥作用。
近期,得克萨斯大学的研究团队取得了突破。他们设计的抗体不仅能有效识别有毒性的tau蛋白低聚体,还能进入细胞内部。同时,这种抗体能够通过鼻腔喷雾的方式穿过血脑屏障,进入大脑。接受这种治疗的病理性小鼠表现出认知功能的显著改善,且大脑内的tau蛋白低聚体和神经纤维缠结减少。相关研究已发表在《科学-转化医学》上。
新型抗体TTCM2在测试中显示出高度特异性,只作用于具有神经毒性的tau蛋白低聚体,对健康细胞中的tau蛋白单体和Aβ或α-突触核蛋白无影响。实验表明,TTCM2在年老小鼠大脑中的活性较年轻小鼠更为显著,而在tau蛋白敲除的小鼠中则无活性。
除了能特异性靶向病理性tau蛋白,TTCM2还展示出强大的tau蛋白“种子”抑制能力。在特殊的tau蛋白突变细胞系中,TTCM2能有效减少病理性tau蛋白的传播及细胞内部的聚集体形成。
为了高效递送抗体到大脑内部,研究团队采用了鼻腔喷雾形式,并给抗体添加了一个脂质微团外壳,以增强其穿透细胞膜的能力。实验发现,接受鼻腔喷雾TTCM2治疗后,小鼠大脑内的各个区域,包括海马体、皮层和小脑等,都能检测到TTCM2的存在,且抗体在细胞内的位置与tau蛋白聚集体重叠,这表明其对病理性tau蛋白起到了靶向作用。
在模型小鼠中,TTCM2疗法显著改善了老年阶段的认知功能障碍。治疗两周后,小鼠在行为测试和迷宫测试中的表现明显优于未治疗的小鼠。大脑样本分析显示,TTCM2治疗降低了tau蛋白低聚体和磷酸化tau蛋白水平,错误折叠的tau蛋白也有所减少。这些变化支持了小鼠认知和记忆功能的改善。
值得注意的是,研究团队还在去世的阿尔茨海默病患者大脑样本中使用了TTCM2,结果显示这些抗体也能准确识别病理性tau蛋白,为未来人类临床试验提供了希望。研究团队正计划进一步推动人类临床试验,以验证新疗法的效果。