单核细胞在Tau蛋白清除中的作用及机制研究

The hyperphosphorylated tau protein in the brain of Alzheimer’s disease (AD) is traditionally thought to be cleared in the brain itself. Using a parabiosis model between age-matched tau transgenic (PR5) mice and wildtype mice, our previous study shown that the phosphorylated tau protein levels in the brain of parabiotic PR5 mice were remarkably decreased, indicating the contribution of the peripheral system to the clearance of brain tau. We also found that blood monocyte has the ability to phagocytize tau protein. Therefore, we speculate that the peripheral system is potent in clearing brain tau, and that blood monocyte is responsibility for the natural clearance of tau in the periphery. In this project, we will firstly compare tau levels in the different parts of the circulation to prove the physiological tau clearance capacity of the peripheral system; Moreover, using intravenous bolus injection of labeled tau to mice for investigating the clearance organs, tissues and cells; In addition, we will investigate the role and mechanism of monocyte in clearing brain tau protein using monocyte deficiency mice model. The completion of this project will reveal the mechanism of the peripheral tau clearance, and provide novel insight into the pathogenesis and intervention strategies of Alzheimer’s disease and Tau related disease.

传统认为AD患者脑内异常磷酸化Tau蛋白主要在脑内清除。我们前期发现，将野生型小鼠和人Tau转基因（PR5）小鼠并联，可显著降低PR5小鼠脑内异常磷酸化Tau水平，提示外周脏器组织具有Tau蛋白清除作用；进一步研究发现血液单核细胞具有Tau蛋白吞噬能力。为此提出假说：机体存在生理性Tau外周清除能力，外周单核细胞可能是清除脑源性Tau蛋白的主要细胞。本项目拟首先通过比较人体不同循环部位血液Tau蛋白水平的差异，来证实生理性Tau外周清除能力；然后通过小鼠静脉注射带有标记的Tau蛋白来探讨Tau蛋白在外周代谢的组织和细胞定位；最后通过外周单核细胞缺陷模型和骨髓移植恢复单核细胞功能模型来阐明外周单核细胞对脑内Tau的清除作用和机制。本项目为揭示脑内Tau的外周清除机制，探讨AD和Tau相关神经退行性疾病的发生机制和防治提供新思路。

背景：最近的研究表明单核细胞可以吞噬tau蛋白，这可能改善阿尔茨海默病（AD）的tau蛋白相关病理。然而，目前关于单核细胞与tau蛋白以及tau相关病理病理之间关系的研究较少。.目的：我们旨在探索外周单核细胞在Tau蛋白清除中的作用。.方法：临床研究中本研究招募127名AD患者和100名对照组，检测并分析血浆中tau蛋白水平与血液中单核细胞计数的相关性。进一步收集其中46名AD患者和88名对照组的脑脊液（CSF）样本，用于分析CSF中tau蛋白水平和淀粉样蛋白-β（Aβ）水平与血液单核细胞计数的相关性。为进一步验证，从另一个队列中纳入105名临床诊断的轻度认知障碍（MCI）患者和149名年龄和性别匹配的认知障碍患者，分析其tau蛋白水平与单核细胞计数的相关性。在动物实验方面，我们构建了CCR2敲除的小鼠模型，通过外周及脑室注射tau蛋白分析CCR2缺陷导致的单核细胞功能障碍对机体生理性tau蛋白清除的影响。进一步构建PR5-CCR2-/-小鼠模型，通过WB、免疫组化等方法检测小鼠脑内tau蛋白水平及相关病理，验证CCR2缺陷对PR5小鼠的tau蛋白清除功能以及神经元功能的影响。.结果。与正常对照组相比，AD患者的血液中单核细胞数量明显减少。AD患者的单核细胞计数与CSF中 t-tau和p-tau水平呈负相关，但与血浆tau水平无关。在正常人中，单核细胞计数与血浆和CSF中的tau水平缺乏相关性。同时发现在AD患者中，单核细胞数与CSF Aβ水平不相关，但与CSF tau/Aβ42水平呈负相关。我们已经进一步.在另一个队列中验证了单核细胞数与CSF tau水平的相关性。动物实验中，通过向CCR2敲除小鼠及WT小鼠脑室内注射tau蛋白发现CCR2敲除减缓tau蛋白向外周转运，外周注射tau蛋白实验发现CCR2敲除小鼠血液中的tau蛋白清除时间延长。进一步构建PR5-CCR2-/-小鼠模型，发现CCR2敲除显著减慢PR5小鼠脑内磷酸化tau蛋白的清除，同时PR5-CCR2-/-小鼠脑内tau相关病理较PR5小鼠显著加重。.结论。这项研究表明，单核细胞可能在大脑中tau蛋白的清除过程中发挥重要作用，CCR2在其中发挥重要作用。