在超过26种以tau蛋白异常聚集为特征的神经退行性疾病（统称tau蛋白病，包括阿尔茨海默病）中，是什么驱动了可溶性tau蛋白转化为不溶性聚集体，至今仍不清楚。2024年11月11日，《自然·神经科学》在线发表了一项关键研究（2024年第27卷2417–2429页），来自美国贝勒医学院、印第安纳大学、哈佛大学麻省总医院和华盛顿大学等多个机构的研究团队发现，酪氨酸激酶2（TYK2）通过磷酸化tau蛋白的第29位酪氨酸（Tyr29），抑制其自噬性清除，从而稳定并促进tau蛋白的聚集。在P301S tau转基因小鼠模型中，敲低Tyk2可显著降低总tau和病理性tau水平，并减轻胶质增生。该研究首次揭示了TYK2在tau病理发生中的关键激酶功能，并提出部分抑制TYK2可能是降低tau毒性、治疗tau蛋白病的可行策略。 研究背景：tau蛋白的酪氨酸磷酸化——被忽视的关键修饰tau蛋白与tau蛋白病- tau蛋白：微管相关蛋白，主要存在于神经元轴突，促进微管组装和稳定。
- tau蛋白病：包括阿尔茨海默病（AD）、额颞叶痴呆（FTD）、进行性核上性麻痹（PSP）等，以tau蛋白异常聚集为共同特征。
- 病理特征：tau蛋白过度磷酸化 → 从微管解离 → 错误折叠 → 聚集形成神经原纤维缠结（NFTs）。
磷酸化研究的偏倚- 丝氨酸/苏氨酸磷酸化：研究充分，已知多个激酶（GSK3β、CDK5等）和磷酸酶。
- 酪氨酸磷酸化：长期被忽视，但近期研究表明其在tau病理中具有重要作用。例如，Fyn激酶磷酸化tau Tyr18，敲除Fyn可显著减少NFTs；c-Abl磷酸化Tyr394。然而，Tyr29的激酶和功能完全未知。
核心发现之一：TYK2是tau蛋白水平的内源性调节因子从遗传筛选到功能验证研究团队此前通过跨物种遗传筛选鉴定出TYK2是tau蛋白水平的候选调节因子。本研究对此进行了系统验证： - 细胞水平：敲低TYK2（shRNA）或使用TYK2抑制剂Deucravacitinib（BMS-986165）→ tau蛋白水平降低；过表达TYK2 → tau蛋白水平升高。
- 小鼠脑内：新生小鼠脑室内注射AAV8-Tyk2-shRNA → 成年后脑内tau蛋白降低约25%；Tyk2E775K/E775K纯合突变小鼠（Tyk2蛋白不稳定）→ tau蛋白显著降低；条件性敲除Tyk2（Cre依赖性）→ tau蛋白降低。
结论：TYK2在人和小鼠中均为tau蛋白水平的正向调节因子。 核心发现之二：TYK2直接结合并磷酸化tau蛋白Tyr29位点激酶-底物关系的确立- 物理相互作用：免疫共沉淀证实TYK2与tau蛋白结合。
- 结合域定位：tau的微管结合重复区（MTBR）是结合TYK2所必需的。
- 磷酸化验证：TYK2可使tau蛋白发生酪氨酸磷酸化。
Tyr29：TYK2作用的关键位点- 逐点突变筛选：将tau的5个酪氨酸（Y18、Y29、Y197、Y310、Y394）分别突变为苯丙氨酸（F）。
- 关键结果：仅Y29F突变完全阻断了TYK2介导的tau酪氨酸磷酸化。
- 抗原表位掩蔽验证：使用靶向tau 25-30位氨基酸（覆盖Y29）的胞内抗体HJ8.5，可完全阻断TYK2对tau的磷酸化。
- 磷酸化特异性抗体：研究团队自制了p-Tyr29抗体，特异识别TYK2磷酸化的tau（而非Y29F突变体或Fyn磷酸化的Y18）。
磷酸酶鉴定：DUSP1（双特异性磷酸酶1）负责去磷酸化p-Tyr29，而非PTPN11。 核心发现之三：TYK2通过抑制自噬性降解稳定tau蛋白蛋白稳定性实验- 实验设计：使用四环素诱导系统（TTA）控制tau表达，在诱导24小时后撤药（DOX），追踪tau蛋白降解。
- 关键结果：TYK2表达 → WT tau蛋白降解减慢（稳定性增加）；TYK2表达 → Y29F tau蛋白降解不受影响。结论：TYK2通过磷酸化Tyr29稳定tau蛋白。
机制：泛素化与自噬通路- 泛素化类型分析：TYK2增加tau的K63连接泛素化（主要引导至自噬-溶酶体途径），而对K48连接泛素化（引导至蛋白酶体）影响甚微。
- 自噬通路验证：使用自噬抑制剂（3-MA、氯喹）或敲低自噬关键蛋白（ATG5、Beclin1）可消除TYK2敲低导致的tau降低效应；而蛋白酶体抑制剂（MG132）无此作用。表明TYK2通过抑制自噬性降解来稳定tau蛋白。
核心发现之四：TYK2促进tau蛋白聚集体外聚集实验- 实验设计：在HEK293T细胞中表达tau重复区（tauRD）与YFP融合蛋白，监测聚集斑点形成。
- 关键结果：TYK2共表达 → tauRD聚集斑点数量增加；TYK2抑制剂Deucravacitinib → 聚集减少；Y29F突变 → 聚集减少。
体内验证：P301S tau转基因小鼠模型- 实验设计：将P301S tau转基因小鼠与Tyk2功能缺失突变小鼠（Tyk2E775K/E775K）杂交，或通过AAV递送shRNA敲低Tyk2。
- 关键结果：敲低或突变Tyk2 → 总tau和磷酸化tau（AT8、PHF1）水平显著降低；不溶性tau聚集体减少；胶质增生减轻（Iba1、GFAP染色减少）。
核心发现之五：TYK2在人类AD中的相关性- 人类AD脑组织分析：AD患者脑组织中TYK2蛋白水平升高，且与tau病理严重程度正相关。
- p-Tyr29水平：在AD脑组织中检测到p-Tyr29 tau，且其水平与TYK2表达相关。
- 遗传学证据：TYK2基因座中的保护性变异（如P1104A）与AD风险降低相关，可能通过降低TYK2活性实现。
结论与展望本研究首次系统揭示了TYK2作为tau蛋白的酪氨酸激酶，通过磷酸化Tyr29抑制自噬性降解，从而稳定tau并促进其聚集。在P301S小鼠模型中，部分抑制TYK2可有效降低tau病理和神经炎症。鉴于TYK2抑制剂（如Deucravacitinib）已获批用于银屑病等自身免疫疾病，且具有良好的安全性，重新利用或开发脑渗透性TYK2抑制剂可能为阿尔茨海默病及其他tau蛋白病提供新的治疗策略。未来研究需进一步评估TYK2抑制在更接近人类病理的模型中的长期效果，并探索其与抗Aβ疗法的联合应用。 (责任编辑：泉水) |