小分子DEPTAC TP2选择性去磷酸化Tau蛋白，逆转阿尔茨海默病病理与认知缺陷研究进展

科研前沿 · Tau病理研究

阿尔茨海默病（AD）及一类被称为tau蛋白病（tauopathy）的神经退行性疾病，其病理核心是神经元内过度磷酸化的Tau蛋白（p-Tau）异常聚集，形成神经纤维缠结（NFTs）。正常状态下，Tau蛋白负责稳定微管、维持轴突运输；一旦磷酸化失衡，Tau就会脱离微管、发生错误折叠并聚集，继而引发突触功能障碍和神经元死亡。过去几十年，针对Tau的疗法思路层出不穷，但大多未能转化为临床获益。这些策略共同的局限在于：缺乏一种能够选择性清除病理性磷酸化Tau、同时保留其生理功能的治疗范式。华中科技大学基础医学院的研究团队此前提出了DEPTAC（DEPhosphorylation TArgeting Chimera，去磷酸化靶向嵌合体）概念，区别于以清除蛋白总量为目标的PROTAC，DEPTAC通过招募细胞内源磷酸酶到Tau附近，使磷酸酶针对性地移除病理磷酸化位点，而不改变磷酸酶的整体活性水平和健康Tau的功能。此前该团队的多肽类DEPTAC已在多个临床前模型中验证了这一思路。

本研究在此基础上，将肽类分子改造为全合成小分子，即本文报道的TP2——一款靶向招募PP2A-Bα亚基的小分子DEPTAC。

研究单位：华中科技大学基础医学院

分子设计与合成

研究者从BindingDB数据库筛选出一个吡咯并[2,3-c]吡啶衍生物（化合物11-5，源自美国专利US10022461）作为Tau结合基团；PP2A招募基团选用了已被验证能激活PP2A的吩噻嗪类骨架（如奋乃静衍生结构）；两者通过与此前肽类DEPTAC长度一致的PEG连接臂偶联，经过取代、硝化还原、Ullmann偶联和酰胺缩合等一系列反应，最终合成出目标双功能分子TP2，纯度经HPLC确认超过98%。

Figure 1. TP2的设计与合成

TP2能够将Tau与PP2A同时结合，诱导三元复合物形成

研究者用三种独立方法验证了这一机制假设：

Co-IP免疫共沉淀：在原代神经元中，TP2处理后用Tau5抗体沉淀内源Tau，可检测到PP2A调节B亚基的共沉淀量显著增加。

Figure 2. 通过Co-IP评估内源性Tau与PP2A-Bα之间的相互作用
FLIM-FRET活细胞成像：在共表达GFP-Tau和mCherry-PP2A-Bα的细胞中，TP2处理使供体荧光寿命显著缩短、FRET效率显著升高，表明两者被拉近至10纳米以内。

Figure 3. 在活的HEK293细胞中进行了FLIM-FRET实验，以检测TP2诱导的Tau-PP2A-Bα接近
SPR表面等离子体共振：TP2与GST-Tau的解离常数（K_D）为7.36 μM，与His-PP2A-Bα的K_D为92.5 μM，对Tau的亲和力明显更高。当体系中加入1 μM PP2A-Bα后，TP2对Tau的表观亲和力提升约3倍（K_D降至2.44 μM），表明三者可形成协同稳定的三元复合物。

Figure 4. 通过表面等离子共振(SPR)表征了TP2与其靶标的直接结合以及TP2诱导的三元复合物形成

体外微管聚合实验显示，TP2单独存在时不促进微管组装，也不改变Tau诱导的微管组装动力学，说明TP2的结合本身不干扰Tau的正常生理功能。

原代神经元中，TP2促进Tau去磷酸化并减轻神经毒性损伤

在原代大鼠海马神经元中，TP2以剂量依赖方式降低了多个磷酸化位点（pT181、pS199、pS396、pS404、AT8）的水平，同时总Tau（Tau5）也出现一定程度下降。CCK-8细胞活力检测显示，在有效浓度范围内TP2不影响神经元存活。研究者进一步使用K18纤维（Tau微管结合重复区的聚集性片段）诱导tau病理毒性：暴露于K18纤维的神经元出现明显的胞体聚集和神经突营养不良，TP2处理改善了这一表型，维持了较完整的树突网络。

Figure 5. TP2有效减少Tau蛋白磷酸化，并在原代神经元中挽救K18诱导的神经毒性

与此前报道的肽类DEPTAC D16相比，TP2在更低有效浓度下即达到相当的去磷酸化效果，且药物洗脱后维持去磷酸化效果的时间更长，显示出更高的细胞内效力和更持久的作用时间。

系统给药后TP2进入脑组织，并在两种tauopathy小鼠模型中改善病理

药代动力学结果显示，单次静脉注射TP2（2.5 mg/kg）30分钟后，经充分灌流的脑组织中仍可检测到TP2，说明系统给药后TP2能够进入脑组织。在此基础上，研究者对两种模型进行了7次静脉注射：

P301L小鼠（成熟缠结型）和AAV-hTau-N368小鼠（片段毒性型）：TP2均显著降低了多个位点的病理性磷酸化Tau，而总Tau水平基本没有明显下降。这体现了DEPTAC策略纠正磷酸化失衡，而不是无差别清除Tau的核心特点。对已经聚集的不溶性Tau、寡聚Tau、神经纤维缠结，TP2同样有效，说明其作用不限于疾病早期。

安全性关键证据：P301L小鼠脑内PP2A磷酸酶的整体活性在TP2治疗前后没有变化。说明TP2只是把磷酸酶定向招募到Tau附近，并未改变磷酸酶在全身的整体活性水平，这是它区别于以往磷酸酶激活类疗法（毒性大）的关键安全性依据。

Figure 6. TP2可有效减少超磷酸化、寡聚体及聚集的Tau蛋白，改善Tau病模型，且不改变全局性PP2A活性

神经元结构和突触功能同步获得改善

TP2不仅清除了病理性Tau，还让神经元的"硬件"结构得到了修复。在P301L小鼠中，TP2逆转了海马CA3区的神经元丢失，也恢复了CA1区锥体神经元的树突分支复杂度和棘突密度，MAP2染色进一步证实了树突结构的完整性。在更精细的电镜观察下，TP2还逆转了突触密度的降低，突触前后关键蛋白（SYP、PSD95、GluA2、GluN2B）也出现恢复趋势。此外，微管碎片化程度同样得到改善，这说明Tau去磷酸化后，其原本稳定微管的生理功能也同步得到恢复。

Figure 7. TP2治疗可挽救P301L小鼠的神经元形态、突触完整性和细胞骨架结构

神经免疫微环境同步获得改善

Tau病理常伴随神经炎症。P301L小鼠齿状回内的小胶质细胞明显处于激活状态（数量增多、形态改变），TP2处理后其数量显著减少，形态也恢复为静息状态。星形胶质细胞的情况有所不同：这些12月龄小鼠的星形胶质细胞并非常见的增生反应，而是数量减少、突起变简单的萎缩状态，这与人类AD脑组织中观察到的现象一致。TP2处理逆转了这种萎缩，恢复了细胞密度和形态复杂度。qPCR结果也支持这一改善：TP2显著降低了促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α的表达水平，抗炎因子IL-10有升高趋势但未达统计学显著。