tau相关蛋白病及病理性tau蛋白聚集与阿尔茨海默病（AD）有关，在神经原纤维变性和痴呆中起重要作用。众所周知，消除病理性 tau 聚集体的靶向免疫疗法可以改善 AD 动物模型中的认知缺陷。tau 重复结构域 （TauRD） 在 tau-微管相互作用中起关键作用，并参与过度磷酸化 tau 蛋白的聚集。由于 TauRD 形成 tau 聚集体的结构核心，因此选择性靶向 TauRD 诱导的病理聚集体的免疫疗法的开发对 tau 蛋白病的调节具有很大的前景。
近日，npj Vaccines上在线发表了题为“Development of an anti-tauopathy mucosal vaccine specifically targeting pathologic conformers”的研究论文。作者生成了形成神经原纤维缠结样结构的重组 TauRD 多肽，并评估了鼻内免疫与粘膜佐剂 FlaB 联合使用的 TauRD 特异性免疫反应。
在 BALB/C 小鼠中，每隔一周重复免疫以 TLR5 依赖性方式诱导强大的 TauRD 特异性抗体反应。值得注意的是，所得抗血清仅识别 TauRD 的聚集形式，而忽略了单体 TauRD。抗血清有效抑制TauRD细丝的形成，促进小胶质细胞对TauRD聚集体片段的吞噬降解。抗血清还特异性识别人AD大脑中的病理性tau构象体。基于这些结果，作者设计了一种内置的鞭毛蛋白佐剂TauRD（FlaB-TauRD）疫苗，并在P301S转基因小鼠模型中测试了其功效。
Tau病变是与大脑中Tau蛋白异常聚集相关的一系列神经退行性疾病，这些疾病会导致神经纤维的退行性变和痴呆。Tau蛋白在神经细胞内部稳定微管结构中起着关键作用。在Tau病变中，Tau蛋白发生病理性聚集，形成神经纤维缠结，这是阿尔茨海默病和其他相关疾病的特征。阿尔茨海默病作为最常见的继发性Tau病变，与Tau蛋白的高磷酸化聚集体形成有关，这些聚集体在神经细胞内形成神经纤维缠结。
TauRD是Tau蛋白中与微管相互作用的关键区域，对于Tau蛋白的聚集起到至关重要的作用。因此，TauRD成为了免疫治疗的一个潜在靶点。免疫疗法靶向Tau蛋白聚集体，特别是TauRD，以清除或减少病理Tau聚集，从而改善AD动物模型中的认知缺陷。本研究旨在开发一种粘膜疫苗，通过选择性靶向TauRD诱导的病理聚集体，以调节Tau病变。
首先，作者假设通过疫苗诱导的抗体能够特异性地识别病理Tau构象，从而有效预防和解决PHF介导的Tau病变。他们选择了TauRD（2N4R-hTau氨基酸243-368）作为抗原，并成功制造了TauRD蛋白，通过非变性PAGE和Thioflavin S染色验证了TauRD蛋白能够形成类似PHF的聚集体。
图1：TauRD抗原的开发
通过与FlaB佐剂结合的鼻内免疫接种，作者在BALB/c小鼠中诱导了强烈的TauRD特异性IgG抗体反应。
实验数据显示，与单独TauRD免疫相比，TauRD+FlaB免疫显著提高了抗体反应水平。
图2：使用FlaB佐剂TauRD进行鼻内免疫后的抗原特异性抗体反应
为了确认FlaB增强TauRD特异性免疫反应是否通过TLR5信号途径介导，作者在野生型和TLR5基因敲除小鼠中进行了比较分析。
结果显示，TLR5基因敲除小鼠中FlaB的免疫增强效应完全消失，证实了FlaB的免疫增强作用是通过宿主的TLR5信号途径实现的。
作者进一步表征了用TauRD+FlaB免疫小鼠所得的血清。实验结果表明，这些血清中的抗体能够特异性地识别TauRD的聚集形式，而忽视单体TauRD。
作者评估了通过TauRD+FlaB免疫诱导的构象特异性多克隆抗体是否能够抑制TauRD的聚集形成。结果显示，与对照抗体处理的TauRD蛋白相比，存在TauRD+FlaB IgG抗体时TauRD聚集体的形成显著减少。
作者还研究了构象特异性抗体是否能够促进微胶质细胞对TauRD聚集体的吞噬降解。实验结果表明，TauRD+FlaB血清显著增强了原代小胶质细胞对TauRD聚集体片段的内化。
基于上述结果，作者开发了一种内置FlaB佐剂的TauRD融合蛋白疫苗，并在小鼠中测试了其诱导TauRD特异性抗体反应的能力。最后，作者在P301S转基因小鼠模型中评估了FlaB-TauRD疫苗的效果。结果显示，疫苗接种显著改善了小鼠的记忆缺陷，减缓了Tau病变的进展，并显著延长了接种疫苗小鼠的存活时间。
图3：通过使用内置佐剂FlaB-TauRD疫苗进行主动免疫，改善P301S转基因小鼠的tau蛋白病
综上所述，研究生成了一种易于形成 PHF 的重组 TauRD 多肽，并测试了其作为抗 tauopathy 疫苗抗原与粘膜佐剂 FlaB 联合使用的有效性。FlaB-TauRD黏膜免疫改善了生活质量，如记忆缺陷的改善和Tau蛋白病的进展所表明的那样。值得注意的是，接种疫苗的小鼠的存活率大大延长。
作者开发的粘膜疫苗，能够专门针对病理性tau构象并防止疾病进展。值得注意的是，疫苗接种诱导的抗体主要针对TauRD的PHF构象者。这些构象特异性抗体有效地抑制了TauRD聚集成缠结，并促进了先前存在的缠结片段的吞噬降解。
基于这些体外观察结果，作者开发了一种内置佐剂 FlaB-TauRD 融合多肽作为抗 tau 病疫苗，并证实使用 FlaB-TauRD 疫苗进行主动免疫可改善 P301S 人 tau 转基因小鼠模型中的 tau 蛋白病。这是首次报告有效诱导特异性靶向病理性 tau 构象的抗体反应以及通过鼻内途径靶向 TauRD PHF 构象体的主动免疫的治疗效果。
