进行性核上性麻痹中tau诱导的炎症反应增强与动脉粥样硬化程度加重相关

Increased tau-induced inflammatory responses are associated with a greater degree of atherosclerosis in progressive supranuclear palsy.

作者信息Yi-Xin He, Rui Zhang, Chen Xie, Si-Fan Ji, Wen-Jing Deng, Jun-Fang Teng
PMID40860217
发布时间2025-08-11
DOI10.3389/fnagi.2025.1608631

实验完整度

包含临床患者横断面研究(影像学、血浆生化、流式)和动物模型验证(tau-PFFs注射后组织学、生化、流式)两个独立证据层级,并包含功能验证。

主要模型

PSP患者队列(n=56) 健康对照队列(n=56) C57BL/6J小鼠tau-PFFs尾静脉注射模型

重点核对

PSP和对照组的年龄、性别匹配(n=56 vs 56) tau-PFFs注射剂量:5μg,每2周一次,共3个月(12只/组) 颈动脉超声和MRA评估参数(max-CIMT, max-CPT, TPN, CPS, stenosis%, GSS) 血浆tau和炎症因子检测(ELISA)及流式细胞术(巨噬细胞比例) 主动脉组织学(H&E, Oil Red O, CD68 IHC)和Western blot(CD68, tau, IL-6, IL-1β)

摘要

引言:据报道,进行性核上性麻痹(PSP)的脑血管疾病(CVD)患病率较高;然而,PSP与动脉粥样硬化性疾病之间的关系仍知之甚少。本研究旨在评估PSP患者的动脉粥样硬化负担,并探讨tau诱导的炎症在其发病机制中的潜在作用。方法:我们进行了一项横断面研究,涉及56名PSP患者和56名年龄和性别匹配的健康对照。使用超声和磁共振血管成像评估颈动脉和脑动脉粥样硬化,包括最大颈动脉内膜中层厚度(max-CIMT)、最大颈动脉斑块厚度(max-CPT)、总斑块数(TPN)、颈动脉斑块评分(CPS)、最大颈动脉狭窄百分比和总体狭窄评分(GSS)。测量了血浆中传统的动脉粥样硬化危险因素、总tau、磷酸化tau(p-tau181,p-tau396)、炎症细胞因子和巨噬细胞比例。为了进一步研究其机制,我们通过反复尾静脉注射tau预形成原纤维(tau-PFFs)建立了小鼠模型,并在3个月后进行组织学和生化分析。结果:与对照组相比,PSP患者在大多数测量的血管参数中表现出显著更高的动脉粥样硬化负担。PSP患者血浆中总tau、p-tau181、巨噬细胞比例和促动脉粥样硬化炎症标志物水平升高。其中,升高的白细胞介素-6(IL-6)水平与PSP患者的动脉粥样硬化严重程度和总tau水平呈正相关。在tau-PFFs小鼠模型中,注射后3个月观察到主动脉壁局灶性增厚、循环巨噬细胞增加以及血浆和血管组织中的炎症反应增强。结论:我们的研究结果表明,PSP患者表现出增加的动脉粥样硬化负担,可能由tau诱导的全身性炎症和巨噬细胞活化介导。监测tau水平和炎症标志物可能作为评估PSP患者血管风险的一种有价值的方法。此外,靶向tau相关的炎症通路可能为减轻该人群的动脉粥样硬化提供一种新的治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PSP患者是否具有更高的动脉粥样硬化负担,以及tau诱导的炎症是否参与其发病机制?
核心机制
tau蛋白可能通过激活外周巨噬细胞和增强全身性炎症反应(尤其是IL-6)促进动脉粥样硬化的发生和发展。
主要证据
临床部分:PSP患者(n=56)与对照组(n=56)相比,颈动脉超声和MRA显示多项动脉粥样硬化指标(max-CPT、TPN、CPS、stenosis%、GSS)显著升高;血浆总tau、p-tau181、IL-6等炎症因子水平升高,且与动脉粥样硬化程度正相关。动物部分:tau-PFFs小鼠模型(12只/组)3个月后显示主动脉壁增厚、CD68+巨噬细胞浸润增加,血浆和主动脉组织炎症因子升高。
研究意义
该研究提示监测tau水平和炎症标志物可能有助于评估PSP患者的血管风险,靶向tau相关炎症通路可能为减轻该人群动脉粥样硬化提供潜在治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床队列纳入与基线评估

比较PSP患者与健康对照的基线临床特征和动脉粥样硬化危险因素。

纳入56名PSP患者和56名年龄、性别匹配的健康对照,收集人口学、临床病史和实验室检查数据。

2

颈动脉和颅内动脉粥样硬化评估

评估PSP患者与对照组在颈动脉和颅内动脉的动脉粥样硬化负担差异。

使用颈动脉彩超测量max-CIMT、max-CPT、TPN、CPS和狭窄百分比;使用3T MRA评估颅内狭窄并计算GSS。

3

血浆生物标志物检测

比较PSP患者与对照组血浆中脂质、tau蛋白和炎症因子水平的差异。

采集空腹外周血,离心分离血浆,使用ELISA检测总tau、p-tau181、p-tau396、IL-6、IL-1β、IL-10、TNF-α、IFN-γ等,并检测血脂、HbA1c、Hcy。

4

外周血巨噬细胞亚群分析

评估PSP患者外周血中巨噬细胞及其M1亚群比例的变化。

使用流式细胞术检测外周血中CD14+CD68+巨噬细胞和CD86+CD206- M1型巨噬细胞比例。

5

tau-PFFs小鼠模型的建立与处理

验证慢性外周tau暴露是否会诱导全身炎症和血管病变。

C57BL/6J小鼠(12只/组)尾静脉注射tau-PFFs(5μg/次,每2周一次)或PBS对照,3个月后取材。

6

主动脉组织病理和分子分析

评估tau-PFFs处理后小鼠主动脉的组织学变化和炎症分子表达。

对主动脉弓进行H&E、Oil Red O染色和CD68免疫组化;Western blot检测CD68、tau、IL-6、IL-1β、TNF-α表达。

7

小鼠血液免疫和炎症分析

评估tau-PFFs处理后小鼠外周血中巨噬细胞比例和炎症因子水平。

通过流式细胞术检测CD11b+F4/80+巨噬细胞比例;ELISA检测血浆IL-6、IL-1β、TNF-α水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
7.5 MHz线性探头GE Healthcare--
3特斯拉磁共振扫描仪Siemens Healthcare--
聚偏二氟乙烯膜Millipore--
增强化学发光检测试剂Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Beyotime--
OCT包埋剂Tissue-Tek, Sakura Finetek--
冷冻切片机LeicaCM1950
油红O染色试剂盒Solarbio--
红细胞裂解液Solarbio--
Zombie Aqua™可固定活力染料BioLegend--
BD FACS Celesta流式细胞仪BD Biosciences--
FlowJo软件(v10.4)FlowJo LLC--
ImageJ软件(v1.53)National Institutes of Health--
IBM SPSS统计软件(27.0版)IBM Corp.--
GraphPad Prism 9.0软件GraphPad Software Inc.--
CD68抗体Abcamab955
Tau抗体InvitrogenMN1000
IL-1β抗体Abcamab200478
TNF-α抗体Proteintech17590-1-AP
IL-6抗体AffinityDF6087
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
抗鼠二抗Abcamab6789
抗兔二抗Abcamab6721
人白细胞介素-6 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-HSEL-H0003
人白细胞介素-1β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-HSEL-H0001
人白细胞介素-10 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0005
人干扰素-γ ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-HSEL-H0007
人肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-HSEL-H0109c
人总tau ELISA试剂盒mlbioml057755
人磷酸化tau-181 ELISA试剂盒mlbioml057691
人磷酸化tau-396 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H5314c
小鼠白细胞介素-6 ELISA试剂盒mlbioml098430
小鼠白细胞介素-1β ELISA试剂盒mlbioml098416
小鼠肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒mlbiomIC50536-1
抗人CD45抗体BioLegend--
抗人CD14抗体BioLegend--
抗人CD86抗体BioLegend--
抗人CD206抗体BioLegend--
抗人CD68抗体BioLegend--
固定/破膜缓冲液eBioscience--
抗小鼠CD45抗体BD Pharmingen--
抗小鼠CD11b抗体BD Pharmingen--
抗小鼠F4/80抗体Invitrogen--
重组小鼠tau单体CUSABIOCSB-YP013481MO
肝素----
二硫苏糖醇----
蔗糖溶液----
脱脂奶粉----
吐温-20----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床队列纳入
PSP诊断标准(MDS标准)、年龄>50岁、排除标准(3个月内使用抗生素/免疫抑制剂、炎症性疾病、自身免疫病、恶性肿瘤)
阅读提示:Methods 2.1 Participants
颈动脉超声评估
使用7.5 MHz线性探头,max-CIMT测量位置(1-1.5cm处),斑块定义(>50%周围壁厚),CPS评分标准(斑块直径≥1.5, 2.5, 3.5mm分别记1,2,3分)
阅读提示:Methods 2.3 Carotid artery assessment
MRA评估
3T MRI,11个血管区域,狭窄分级标准(0-4级),GSS计算
阅读提示:Methods 2.4 Magnetic resonance angiography examination
血浆生物标志物检测
空腹采血(K2 EDTA管),离心条件(2,000rpm, 10min, 4°C),ELISA试剂盒品牌和货号
阅读提示:Methods 2.2 Human sample collection and 2.10 ELISA
流式细胞术
抗体克隆(CD45: 2D1, CD14: HCD14, CD86: IT2.2, CD206: 15-2, CD68: Y1/82A),孵育时间(30min, 4°C),破膜步骤,仪器(BD FACS Celesta)
阅读提示:Methods 2.11 Flow cytometry
tau-PFFs制备
重组tau单体浓度(1mg/mL),肝素共孵育,缓冲液组成(10mM HEPES, pH 7.4, 100mM NaCl, 5mM DTT),振荡条件(1,000rpm, 10天, 37°C)
阅读提示:Methods 2.6 Tau-preformed fibrils (tau-PFFs) preparation
小鼠模型处理
小鼠品系(C57BL/6J雄性),年龄(6-8周),注射剂量(5μg/次,25μL,每2周),对照组(PBS),取材时间(3个月)
阅读提示:Methods 2.5 Animals and 2.7 Tail vein injection and sampling
主动脉组织分析
固定液(4% PFA, 24h, 4°C),蔗糖脱水(30%, 24h),OCT包埋,切片厚度(20μm),H&E和Oil Red O染色,CD68 IHC(一抗ab955, 1:500)
阅读提示:Methods 2.8 Histopathology analysis
Western blot
RIPA裂解液(含蛋白酶抑制剂),离心(120,000g, 30min, 4°C),上样量(10μL),凝胶浓度(8%或12%),PVDF膜,封闭(5%脱脂奶粉,1h),一抗孵育(4°C过夜),二抗(1h)
阅读提示:Methods 2.9 Western blot
统计方法
正态性检验(D'Agostino-Pearson),组间比较(t检验或Mann-Whitney U),ANCOVA调整协变量(年龄、性别、吸烟、卒中史),多因素线性回归调整协变量
阅读提示:Methods 2.12 Statistical analyses