Advanced Science：免疫检查点LAG-3竟是tau蛋白种子传播的载体！

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Advanced Science：免疫检查点LAG-3竟是tau蛋白种子传播的载体！
/ ]9 W7 D, i# ^- l4 C6 R: i4 d来源：奇点糕 2024-03-06 11:31
2 T7 G  n6 X$ R; k# A% w这项研究发现，Lag-3可以与tau PFF特异性结合，促进了病理性tau蛋白在神经元之间的传输。而抑制Lag-3则可以阻止这一现象。
1 t% x7 l( O: v近期，美国约翰霍普金斯大学毛晓波/Valina L. Dawson/Ted M. Dawson团队发表了一篇文章。他们发现，神经元中的淋巴细胞活化基因-3（Lag-3）是大脑内tau PFF的特异性受体，可促进tau PFF在神经元间的传播。
8 C' M* g7 n! L9 z' A) L8 f: K& @此外，他们还观察到，若在神经元中敲除Lag-3，则可显著降低tau PFF的内吞，并减少其在神经元之间的传播。在Lag-3神经元条件性基因敲除小鼠中，研究人员同样观察到类似的现象。这一结果也意味着Lag-3或许可作为AD和相关tau蛋白病的潜在治疗靶点。
* V+ c' v8 z3 y, e) v6 f研究发表在Advanced Science上。
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5 ^/ S' Z( Z  ^$ Z论文首页截图( U$ R* W+ ~2 C0 r' D8 G' F
事实上，该研究团队在2016年的时候就发现，一种细胞表面受体，Lag-3可以与α-突触核蛋白的PFF特异性结合，而抑制Lag-3则可以抑制α-突触核蛋白的摄取，减少α-突触核蛋白的病理性聚集。: E( H9 G$ p) D3 x7 O& x3 g
在此基础上，研究人员想知道，Lag-3是否也可以与tau PFF进行特异性结合。
: ~' b( h- r; f) c# n8 }7 m; u于是，在本研究中，研究人员先从AD患者大脑中提取AD-tau，然后利用超声处理获得了tau PFF。随后，研究人员用生物素标记tau，以区分内源性的tau。+ Q8 E- n2 j" ?+ K
在接下来的细胞表面结合测定中，研究人员发现，Lag-3可以与生物素标记的tau PFF结合（解离常数KD=158 nm），而不是与生物素标记的tau单体形式结合。7 A% X# w; d* g& y7 E  p
进一步，研究人员通过比较，野生型小鼠正常神经元和缺乏Lag-3的野生型小鼠神经元与生物素标记的tau PFF之间的KD差异得出，神经元中Lag-3可以与生物素标记的tau PFF特异性结合（差异KD=100 nm），且生物素标记的tau PFF会优先与Lag-3胞外域的D1结构域结合。; s0 M* m* Y/ L" t' d4 p+ I

* c6 [) E; r! c) }Lag-3可以与生物素标记的tau PFF结合4 C. F( n; y5 g" ?* d! x7 F- j
接下来，研究人员想知道Lag-3是否参与了tau PFF的内吞。在将tau PFF与pHrodo红色染料结合（发生内吞后发红色荧光）后，研究人员发现，tau-pHrodo PFF会在野生型小鼠皮质神经元中发出荧光，而缺乏Lag-3的神经元荧光信号很少，相反，过表达Lag3的神经元荧光信号增强。+ Q9 r+ h0 l6 T5 {
这说明，Lag-3的确参与了Tau PFF的内吞，Lag-3基因敲除可显著抑制其内吞。
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活细胞成像结果
* d8 Q& I4 ~- M1 E* `正如上文所说，tau PFF会在神经元中传播，为了观察Lag-3在tau PFF神经元间传播的作用，研究人员进行了一个微流控装置（串联的三个仓）模拟神经元之间的传播。' V  R* K. _$ n9 y, |
结果发现，Lag-3在tau PFF神经元间传播中起着关键作用，即在缺乏Lag-3的神经元装置中，最后一个仓中不可溶性tau蛋白含量减少了。相反，在过表达Lag-3的神经元装置中，不可溶性tau蛋白含量明显增加了。
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微流控装置示意图2 Z9 T0 n$ Y8 S* e
从以上结果可知，Lag-3能与tau PFF特异性结合，促进tau PFF在神经元之间的传播，所以研究人员想知道，Lag-3是否可以作为AD的一个治疗靶点。) A, P. A4 j3 ]  R
于是研究人员将Lag-3抗体注入了皮质神经元中后发现，Lag-3抗体410C9，不仅可以显著阻断Lag-3与tau PFF的结合，还能减少tau PFF在神经元之间的传递。6 H9 Q2 j, m" I1 N; ?# s5 W
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Lag-3与tau PFF的结合被阻断; V* S6 T6 k9 e
最后，研究人员还在体内验证了Lag-3与tau PFF之间的关系。
1 ]' y- j. }5 h% O通过构建神经元特异性的Lag-3基因敲除小鼠，并在这些小鼠海马区定向注射tau PFF后，研究人员评估了这些小鼠腹侧海马、内嗅皮层、杏仁核中的磷酸化tau蛋白的表达水平。# S6 R( F" T! D( f+ `4 m
结果发现，在注射9个月后，与对照组相比，以上三个区域中磷酸化tau蛋白的表达水平明显更低。在多项行为测试中（主要有焦虑相关行为测试和评估认知功能的三室社交互动测试），神经元特异性的Lag-3基因敲除小鼠的行为缺陷也得到明显改善。
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+ E- v: |4 I& n' y  x/ i总之，这项研究发现，Lag-3可以与tau PFF特异性结合，促进了病理性tau蛋白在神经元之间的传输。而抑制Lag-3则可以阻止这一现象。
  G/ p! d- E! G* x4 h9 _/ y鉴于LAG-3近年来也是肿瘤免疫治疗方面备受关注的一个靶点，本文作者表示，未来抗LAG-3抗体或许是治疗AD以及tau蛋白病的一个非常有前景的手段。6 y& H4 o* J) Z% u
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