腦淀粉體，是在衰老和某些神經(jīng)退行性疾病期間出現(xiàn)的聚葡聚糖體，它們收集廢物，是大腦清潔機制的一部分。幾十年來，對其成分的研究產(chǎn)生了不一致的結(jié)果，并且其中是否存在 tau 蛋白一直存在爭議。

在這篇文章中，作者重新分析了這種蛋白質(zhì)在淀粉體中的存在，并指出了免疫標(biāo)記時的問題。眾所周知，要檢測 tau，必須進行抗原修復(fù)。然而，在淀粉體的情況下，通過煮沸進行的過度抗原修復(fù)會溶解它們的聚葡聚糖結(jié)構(gòu)，釋放包埋的蛋白質(zhì)，從而檢測失敗。進行充分的預(yù)處理后，作者觀察到一些來自阿爾茨海默氏病 (AD) 患者的腦廢物體含有 tau，而在非AD患者的腦淀粉體中沒有檢測到tau蛋白。這些觀察指出了腦淀粉體的不同組成取決于神經(jīng)病理學(xué)狀況，并強化了腦淀粉體作為廢物容器的作用。

抗原修復(fù)增強了腦組織中的tau染色，但會干擾淀粉體的染色

作者優(yōu)化了染色體系，經(jīng)過抗原修復(fù)后，使用Tau5 抗體時，AD 患者的海馬切片確實顯示陽性 tau 免疫染色。在用抗原修復(fù)步驟預(yù)處理的切片的情況下，在NFT和神經(jīng)元殘留物中注意到了特征性的tau 染色（圖1），而在沒有抗原修復(fù)的情況下，在大的tau中檢測到了tau染色，但弱得多。

值得注意的是，進行抗原修復(fù)的部分對應(yīng)的圖像是抗原修復(fù)的圖像三倍曝光時間捕獲的。因此，正如預(yù)期的那樣，抗原修復(fù)增強了AD患者切片中存在的 tau 蛋白的染色。然而，這兩種方案都沒有觀察到任何與針對tau染色的淀粉體相似或相容的結(jié)構(gòu)，這表明淀粉體中沒有tau。然而，淀粉體中沒有染色使其精確觀察變得困難。因此，用Tau5和p62抗體對AD患者的不同切片進行雙重染色。

如果tau蛋白存在于這些結(jié)構(gòu)中，則使用p62抗體（廢物體標(biāo)記物）進行染色，然而淀粉體中的p62染色沒有出現(xiàn)。從有和沒有抗原修復(fù)的圖像中獲得的信息表明，淀粉體傾向于主要積聚在軟膜下區(qū)域，尤其是在海馬溝和齒狀回中數(shù)量較多，而tau似乎存在于實質(zhì)內(nèi)，表明在CA1中有大量積聚。

圖1 )來自阿爾茨海默病 (AD)（A1 和 A3）和非 AD（A2 和 A4）患者的海馬體 CA1 區(qū)域的代表性圖像

煮沸預(yù)處理導(dǎo)致廢物體溶解

由于在應(yīng)用抗原修復(fù)程序時淀粉體未被p62抗體染色，作者研究了煮沸預(yù)處理對其可能的影響。將連續(xù)的切片煮沸 0、5、10、20 或 40 分鐘，煮沸 0 分鐘的切片作為對照或相當(dāng)于沒有抗原修復(fù)的程序。在沸騰0分鐘時，淀粉體清晰可見，當(dāng)煮沸時間增加時，淀粉體體數(shù)量減少。雙向方差分析顯示，使用的緩沖液對染色的廢物體數(shù)量沒有影響 ( p > 0.05)，但時間有顯著影響 ( p < 0.05)。從 10 分鐘開始，與未煮沸相比，淀粉體的數(shù)量減少了，淀粉體減少伴隨著與其相容的空孔的增加，這些空洞表明之前被淀粉體填充的區(qū)域沒有任何類型的成分，并且可以解釋為什么在長時間煮沸后很難觀察到被p62染色的淀粉體。

圖2 來自阿爾茨海默病 (AD) 患者的連續(xù)海馬部分PAS染色

討論

研究產(chǎn)生了三個不同的考慮因素：第一個與淀粉體組成研究的幾個困難有關(guān)，第二個與AD患者淀粉體中tau的存在有關(guān)，第三個與廢物體的可能用途有關(guān)神經(jīng)退行性疾病的生物標(biāo)志物來源。

在特定疾病下檢測這些起源于大腦的不溶性物質(zhì)的替代方法是分析淀粉體的組成，其中一些從大腦釋放到腦脊液中，并且可以在腦脊液樣本時獲取。從這個意義上說，目前工作中顯示的觀察結(jié)果表明，在AD患者的某些淀粉體中存在 tau 而在非AD患者的情況下則不存在，這加強了淀粉體用于診斷的可能性。如果可以從腰椎穿刺收集的腦脊液中獲得淀粉體，則可以分析它們是否存在某些可以作為生物標(biāo)志物的成分。實際上，通過更靈敏的技術(shù)（例如蛋白質(zhì)質(zhì)譜法）分析廢物體，可以更精確地檢測淀粉體中的蛋白質(zhì)，并可以闡明某些存在淀粉體中的生物標(biāo)志物及其作為診斷工具的可能用途。

總而言之，在本研究中，作者強調(diào)了淀粉體研究中的一個新方法學(xué)問題，該問題發(fā)生在組織預(yù)處理時。如果樣本處理得當(dāng)，tau可以在AD患者的一些淀粉體中發(fā)現(xiàn)，但不存在于非AD患者中。作者強化了淀粉體作為排出到腦脊液中的廢物容器的想法，可能成為神經(jīng)退行性疾病的新診斷工具。

參考文獻：

Riba M, del Valle J, Romera C, Alsina R,Molina-Porcel L, Pelegrí C and Vilaplana J (2023) Uncovering tau in wasteosomes (corpora amylacea) of Alzheimer’s disease patients.Front. Aging Neurosci. 15:1110425.doi: 10.3389/fnagi.2023.1110425

編譯作者: 原代美少女 (Brainnews創(chuàng)作團隊)

校審: Simon (Brainnews編輯部)