淀粉样蛋白增强的tau蛋白病小鼠模型:tau病理和行为学的进行性变化

A murine model of amyloid enhanced tauopathy: progressive changes in tau pathology and behavior

作者信息Dylan J Finneran, Taylor Desjarlais, Brianna M Jackman, David Morgan, Marcia N Gordon
PMID42836759
发布时间2026-10
DOI10.1002/alz.71839

实验完整度

高

包含体外载体表达验证、AAV生产、体内小鼠行为学、组织病理、ELISA、qPCR等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

APP+PS1(A/P)转基因小鼠 NTg同窝对照小鼠 AAV.CAP‐B10 hTau P301L静脉注射模型 HEK293T细胞

重点核对

AAV.CAP‐B10 hTau P301L静脉注射剂量:Cohort 1为100 µL 1 × 1013 vg/mL,Cohort 2为100 µL 9.45 × 1012 vg/mL 注射年龄:Cohort 1为9月龄A/P和NTg小鼠,Cohort 2为10月龄A/P小鼠 行为学测试时间点:Cohort 1为注射后4个月(13月龄),Cohort 2为14月龄和18月龄,组织收集为15月龄和19月龄 检测终点:tau磷酸化、不溶性tau、Gallyas银染、Congo Red染色、Iba1和GFAP免疫染色等 统计设计:Cohort 1行为学采用two‐way ANOVA结合Tukey检验,Cohort 2 tau病理采用two‐tailed Student's t‐test,α = 0.05

摘要

背景:我们前期工作证明,在有成熟淀粉样蛋白的小鼠中系统性注射P301L‐tau,与未转基因(NTg)同窝对照相比,tau蛋白病出现数倍增强。方法:APP+PS1小鼠静脉注射表达P301L tau的AAV.CAP‐B10(A/P+P301L)。对小鼠进行行为学测试,并收集组织用于测量淀粉样蛋白和tau病理。结果:A/P+P301L小鼠的空间导航记忆损害大于对照APP+PS1小鼠或注射AAV‐tau的NTg小鼠。注射后5至9个月,tau磷酸化和沉积增加,最终形成大量Gallyas阳性的推定神经原纤维缠结。讨论:在这种淀粉样蛋白增强的tau蛋白病模型中,tau病理与淀粉样变性协同作用,与仅有淀粉样蛋白的小鼠相比加重了认知损害。该tau蛋白病具有进行性,更长的生存时间伴随更严重的行为损害和神经原纤维沉积。该模型中病理的时间分期与阿尔茨海默病相似,可能有助于探究淀粉样蛋白与tau病理之间的联系。

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
在淀粉样变性背景下,系统性递送AAV表达P301L tau是否会增强tau蛋白病并导致进行性行为损害?
核心机制
淀粉样蛋白与tau病理协同作用,导致认知损害加重;AAV‐tau在存在淀粉样蛋白时转录效率升高,tau磷酸化和不溶性tau随时间增加。
主要证据
A/P+P301L小鼠在RAWM中空间记忆损害大于A/P对照和NTg+tau小鼠;注射后5至9个月,tau磷酸化和不溶性tau增加,Gallyas阳性神经原纤维缠结增多。
研究意义
该模型模拟AD病理的时间分期,可能有助于探究淀粉样蛋白与tau病理之间的联系,并用于测试针对淀粉样蛋白、tau或两者协同机制的干预措施。

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

AAV载体构建与生产

制备表达人P301L tau的AAV.CAP‐B10载体

将人tau(4R2N)野生型和P301L突变型克隆到pTR MCSW载体,通过DNA测序确认插入;使用三质粒转染法生产AAV.CAP‐B10颗粒,并通过dot‐blot法定量。

2

小鼠静脉注射AAV‐tau

在淀粉样蛋白小鼠中系统性递送P301L tau

Cohort 1:9月龄A/P和NTg小鼠经眶后窦注射AAV.CAP‐B10 hTau P301L;Cohort 2:10月龄A/P小鼠同法注射。

3

行为学评估

评估淀粉样蛋白增强tau蛋白病对认知和非认知行为的影响

在开放场、高架十字迷宫、巢穴构建和径向臂水迷宫中进行行为测试;实验者对基因型和治疗条件不知情。

4

组织收集与病理检测

量化淀粉样蛋白和tau病理

灌注后取脑,右半脑分离前皮层、后皮层、海马和小脑用于ELISA;左半脑固定、蔗糖保护、切片用于组织学。

5

组织学染色与定量

检测tau磷酸化、总tau和神经原纤维缠结及淀粉样斑块

使用HT7和AT8抗体进行免疫组化,Congo Red和Gallyas银染;切片数字化后用Neurocyte IAE软件分析染色面积百分比。

6

ELISA和qPCR分析

量化tau种类、Aβ种类以及AAV转导和转录效率

海马组织RIPA匀浆,可溶和不可溶(甲酸)组分用于ELISA检测总tau、pS199、pS396、Aβ42、Aβ40和Aβ聚集体;后皮层样本用于qPCR检测人MAPT、小鼠Mapt和Gapdh。

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
pUCmini-iCAP-AAV.CAP-B10质粒Addgene175004
HT7抗体Thermo Fisher ScientificMN1000B
AT8抗体Thermo Fisher ScientificMN1020B
人总tau ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB0041
人pSer396磷酸化tau ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB7031
人pSer199磷酸化tau ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB7041
Aβ42 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB3441
Aβ40 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB3481
Aβ聚集体ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificKHB3491
Pierce BCA蛋白测定Thermo Fisher Scientific23227
蛋白酶抑制剂混合物Sigma AldrichP8340
磷酸酶抑制剂混合物IISigma AldrichP5726
磷酸酶抑制剂混合物IIISigma AldrichP0044
AllPrep试剂盒Qiagen80004
iScript逆转录试剂Bio-Rad--
ANY-maze软件版本7.15Stoelting--
Zeiss AxioScan.Z1扫描显微镜Zeiss--

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
AAV注射
注射剂量:Cohort 1为100 µL 1 × 1013 vg/mL,Cohort 2为100 µL 9.45 × 1012 vg/mL;注射途径:眶后窦;注射年龄
阅读提示:Methods 2.3 AAV injection和Figure 1研究设计
行为学测试
测试时间点、测试任务、实验者盲法、清洁方法、RAWM具体参数
阅读提示:Methods 2.4 Behavioral assessment
组织收集与处理
灌注方法、固定条件、切片厚度、储存条件
阅读提示:Methods 2.5 Euthanasia and tissue collection
ELISA检测
组织匀浆方法、抑制剂使用、ELISA试剂盒型号、稀释比例、蛋白定量方法
阅读提示:Methods 2.7 Tissue homogenization and ELISA
qPCR检测
RNA提取试剂盒、逆转录试剂、引物/探针型号、转导效率计算方式
阅读提示:Methods 2.8 Nucleic acid isolation and qPCR