從Tau蛋白入手探尋阿爾茨海默病更佳的動物模型構(gòu)建路徑

阿爾茨海默�。ˋD）的兩大核心病理特征，是腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積形成的神經(jīng)炎性斑塊，以及神經(jīng)元內(nèi)Tau蛋白異常磷酸化后聚集形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)（NFTs）^[1]。過去數(shù)年，AD動物模型與藥物研發(fā)大多聚焦于Aβ沉積。然而，隨著多項(xiàng)Aβ靶向療法的臨床試驗(yàn)遭遇療效瓶頸，Tau蛋白作為干預(yù)靶點(diǎn)的價值日益凸顯，能夠精準(zhǔn)模擬人類Tau病理的動物模型也因此成為迫切需求。

為滿足這一需求，賽業(yè)生物構(gòu)建了B6-hTau人源化小鼠（產(chǎn)品編號：C001410）。該模型引入完整的人源Tau蛋白編碼基因MAPT（含內(nèi)含子和3'UTR），實(shí)現(xiàn)了人類Tau蛋白多種剪接異構(gòu)體（3R和4R）的生理性表達(dá)，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)模型。此外，賽業(yè)還開發(fā)了攜帶P301L（產(chǎn)品編號：C001835）和P301S（產(chǎn)品編號：C001836）病理突變的Tau人源化模型，該系列模型可重現(xiàn)Tau蛋白磷酸化聚集、神經(jīng)元結(jié)構(gòu)紊亂及記憶功能障礙等關(guān)鍵病理，為靶向Tau的抗體、小核酸等療法提供了精準(zhǔn)可靠的臨床前研究平臺。

2024年AD藥物研發(fā)總體現(xiàn)狀^[1]

AD藥物研發(fā)：從Aβ到多元化靶點(diǎn)
近年來，AD藥物研發(fā)領(lǐng)域機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。以Lecanemab和Donanemab為代表的Aβ靶向療法，雖在延緩認(rèn)知惡化方面取得了一定進(jìn)展，但部分藥物因療效或爭議問題研發(fā)中止，也凸顯了Aβ靶點(diǎn)的局限性。因此，研發(fā)重心正從單一Aβ靶點(diǎn)轉(zhuǎn)向更廣泛的病理機(jī)制，尤其是Tau蛋白。例如，渤健已調(diào)整策略，聚焦于Tau靶向的ASO和小分子療法；基因泰克與Sangamo Therapeutics合作探索Tau基因療法；強(qiáng)生開發(fā)的Tau靶向單抗和主動免疫療法也獲得了FDA的快速通道資格^[2-8]。這些行業(yè)動向標(biāo)志著AD治療正邁向多元化、多模態(tài)干預(yù)，也凸顯了開發(fā)精準(zhǔn)Tau病理動物模型的緊迫性。

AD的多種致病性假說^[9]

Tau病理：從功能失調(diào)到神經(jīng)退行
Tau蛋白由MAPT基因編碼，富集于神經(jīng)元軸突，通過結(jié)合微管來維持其穩(wěn)定性，對神經(jīng)元形態(tài)、軸突運(yùn)輸和信號傳導(dǎo)至關(guān)重要^[9–10]。人類的MAPT基因通過復(fù)雜的可變剪接，能夠產(chǎn)生六種主要的Tau蛋白異構(gòu)體。其中，由第10號外顯子（exon 10）的選擇性剪接所決定的3R和4R兩種形式，對多種神經(jīng)退行性疾病的病理形成至關(guān)重要。這里的“R”代表微管結(jié)合域的重復(fù)數(shù)目。當(dāng)?shù)?0號外顯子被缺失時，產(chǎn)生的Tau蛋白具有3個微管結(jié)合域，即為3R-Tau；而當(dāng)它被保留時，產(chǎn)生的Tau蛋白則擁有4個微管結(jié)合域，即為4R-Tau。不同疾病類型通常伴隨著3R與4R-Tau比例的特異性失調(diào)^[11]。根據(jù)“Tau假說”，Tau蛋白的異常是驅(qū)動神經(jīng)退行性疾病發(fā)展的關(guān)鍵。在病理狀態(tài)下，Tau蛋白會發(fā)生過度磷酸化，導(dǎo)致它從微管上脫落，從而失去對微管的穩(wěn)定作用，最終引發(fā)神經(jīng)元損傷。此外，這些過度磷酸化的Tau蛋白會進(jìn)一步聚集，形成不溶性的神經(jīng)纖維纏結(jié)（NFTs）。3R和4R-Tau均可參與這一過程。這些纏結(jié)會破壞細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸系統(tǒng)，阻礙神經(jīng)信號的正常傳遞，最終導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙和死亡^[12]。

Tau蛋白與多種因素協(xié)同驅(qū)動AD及Tau蛋白病發(fā)生和發(fā)展^[13]

特定MAPT基因突變能顯著加速這一病理進(jìn)程：
（1）P301S突變：降低Tau蛋白促進(jìn)微管組裝的能力，使其更傾向于形成病理性聚集。
（2）P301L突變：位于高度保守區(qū)域，能加速“成對螺旋絲”的形成，同時削弱Tau與微管的相互作用，從而促進(jìn)NFTs生成。

此外，異常磷酸化的Tau蛋白還能通過“種子效應(yīng)”在腦內(nèi)擴(kuò)散，加劇疾病進(jìn)程。P301L和P301S突變不僅是家族性額顳葉癡呆（FTD）的主要病因，也為理解散發(fā)性AD的病理提供了重要線索^[14]。目前，針對Tau蛋白的治療策略主要包括抑制其過度磷酸化、阻止其聚集，以及利用抗體或小核酸藥物促進(jìn)其清除^[12-15]。

靶向Tau及相關(guān)通路的療法類型^[12]

賽業(yè)生物Tau人源化模型：精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)人類AD病理
為滿足日益增長的Tau靶向藥物研發(fā)需求，賽業(yè)生物開發(fā)了Tau人源化小鼠模型系列。

其中，基礎(chǔ)品系B6-hTau人源化小鼠（產(chǎn)品編號：C001410），通過基因編輯技術(shù)將小鼠Mapt基因完整替換為人源MAPT基因（包含內(nèi)含子和3'UTR），以確保人源Tau蛋白在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)生理性表達(dá)與剪接。該模型能表達(dá)多種人類Tau蛋白剪接異構(gòu)體，而這在野生型小鼠中無法實(shí)現(xiàn)。該特性使B6-hTau小鼠在解析AD中3R與4R Tau異構(gòu)體的動態(tài)表達(dá)、組織分布及差異性積累等關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)時，相比傳統(tǒng)CDS人源化模型具有顯著優(yōu)勢，提供了不可替代的研究平臺。

B6-hTau小鼠成功表達(dá)人源Tau蛋白，并可檢測到多種不同的人類Tau蛋白異構(gòu)體

以此模型為基礎(chǔ)，攜帶人源致病突變P301L（產(chǎn)品編號：C001835）和P301S（產(chǎn)品編號：C001836）的人源化疾病模型，進(jìn)一步精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)了人類AD的Tau蛋白聚集病理和行為學(xué)缺陷。以下為部分代表性驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

●行為學(xué)檢測：情景記憶功能損傷（6月齡&9月齡）
在新物體識別實(shí)驗(yàn)中，B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠對新舊物體沒有表現(xiàn)出顯著偏好，表明其情景記憶功能存在明顯損傷。作為對比，野生型（WT）小鼠和B6-hTau小鼠則表現(xiàn)出正常的偏好行為。

B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠存在情景記憶功能嚴(yán)重?fù)p傷

●蛋白表達(dá)：人源Tau蛋白表達(dá)（9月齡）
在B6-hTau小鼠、B6-hTau*P301L和B6-hTau*P301S小鼠海馬組織中，均成功檢測到人源Tau蛋白（HT7）表達(dá)。同時，B6-hTau*P301L和B6-hTau*P301S小鼠還伴有神經(jīng)元結(jié)構(gòu)紊亂的病理特征，而B6-hTau和野生型小鼠則未見異常。

B6-hTau小鼠、B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬中成功表達(dá)人源Tau蛋白

●腦部病理：磷酸化Tau蛋白積聚（9月齡）
在B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬組織中，可檢測到磷酸化Tau蛋白（AT8）的顯著積聚，并伴隨神經(jīng)元結(jié)構(gòu)紊亂，而野生型小鼠和B6-hTau小鼠均未出現(xiàn)此類病理。

B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬中的磷酸化Tau蛋白積聚

●藥效驗(yàn)證：人源MAPT靶向小干擾RNA（siRNA）
B6-hTau人源化小鼠已被廣泛用于驗(yàn)證靶向MAPT的siRNA藥物藥效。通過腦室內(nèi)注射siRNA藥物，能有效且顯著地降低小鼠多個腦區(qū)人源MAPT mRNA的表達(dá)。

B6-hTau小鼠用于不同人源Tau靶向siRNA的臨床前藥效評估

模型總結(jié)
綜上所述，賽業(yè)生物的Tau人源化小鼠模型系列精準(zhǔn)再現(xiàn)了阿爾茨海默�。ˋD）的關(guān)鍵基因型和表型特征。B6-hTau小鼠（產(chǎn)品編號：C001410）可用于研究人源Tau蛋白的生理功能，并作為評估疾病相關(guān)Tau突變效應(yīng)的基礎(chǔ)參照模型，特別適用于探索阿爾茨海默病（AD）中Tau剪接異構(gòu)體——包括3R和4R形式——在疾病機(jī)制中的具體作用及其差異性積累。而B6-hTau*P301L小鼠（產(chǎn)品編號：C001835）和B6-hTau*P301S小鼠（產(chǎn)品編號：C001836）不僅表達(dá)人源Tau蛋白，更表現(xiàn)出顯著的磷酸化Tau蛋白積聚和情景記憶損傷等病理特征，成功模擬了AD患者的認(rèn)知功能缺陷。這些模型可廣泛應(yīng)用于Tau病理機(jī)制研究、靶向療法評估及藥物篩選，是推動AD新藥研發(fā)的“加速器”，我們期待這一系列模型能為攻克阿爾茨海默病帶來突破性進(jìn)展。