阿尔茨海默病（AD）是一类进行性发展的神经退行性疾病，但是它的发展过程通常比较隐匿，科学界普遍认为β-淀粉样蛋白斑块和Tau蛋白缠结是两类与AD最相关的病理性标志。

Tau蛋白原本是一种微管结合蛋白，广泛分布于神经细胞内部，正常情况下它能够帮助稳定微管结构，维持细胞骨架功能。然而在AD患者的大脑中，Tau蛋白因为过度磷酸化失去了原有功能，并且会形成螺旋纤维丝，而后这些纤维集合形成的神经原纤维缠结（NFT）会严重损伤细胞功能，直至神经细胞坏死。

除了AD，Tau蛋白形成的NFT与众多其他类型的痴呆症、运动障碍相关，它们也被统称作Tau病（Taupathies）。尽管我们已经了解Tau蛋白缠结与AD有关，但为什么缠结会形成、身体是否拥有管理这些异常蛋白的机制仍然不清楚。

在一项发表于《科学》的最新研究中，来自宾夕法尼亚大学的杨小鲁教授团队为我们解开了其中的谜团。

作者指出，生物体内有一套严格的蛋白质质量控制系统，用于去除错误折叠、有功能缺陷的蛋白。同样地，Tau蛋白并非“法外之地”，也需要受到严格的管控。而近些年的研究发现，三结构域蛋白（tripartite motif，TRIM）家族承担了大量蛋白质量控制的工作。

不过，在人体内有超过70种TRIM蛋白，只有少数类型有这一功能。作者尝试对数十种TRIM蛋白进行了分析，试图寻找能阻止Tau突变蛋白形成聚集体的那些蛋白类型。

▲TRIM11可以阻止Tau蛋白纤维缠结形成，并清除已有的聚集体（图片来源：参考资料[1]）

结果他们发现，TRIM10、TRIM11、TRIM55都表现出了保护能力，尤其是TRIM11清除错误Tau蛋白聚集体的表现最好。在将23名AD患者与健康志愿者的脑组织比对后，作者确认TRIM11蛋白水平会在AD患者脑内减少，但TRIM10与TRIM55的蛋白水平没有明显变化。

这也提示：TRIM11蛋白的丢失，可能与AD的发展关系最为密切。根据论文，TRIM11可以从三个方向维持健康的Tau蛋白环境。首先它能与突变的Tau蛋白结合，并清除掉这些致病蛋白；此外还能够作为伴侣分子帮助Tau蛋白正确折叠，从根源上减少毒性的Tau蛋白“种子”产生；最后，TRIM11还能够解聚之前已存在的Tau蛋白纤维聚集体。

▲提升TRIM11的水平是一种潜在的治疗AD方法（图片来源：参考资料[2]）

细胞实验显示，TRIM11的水平可以决定Tau蛋白聚集体的多少，TRIM11越多，神经细胞存活状态就更好，也能生成更多突触结构。

而在Tau病理模型小鼠中，小鼠的大脑会表达突变的Tau蛋白。作者尝试借助病毒载体将TRIM11基因递送进了小鼠大脑内，类似于基因治疗使用的方式。

结果，接受处理的小鼠不仅病理性的Tau神经纤维显著减少，认知和运动功能也得到了提升。这一发现为治疗AD以及Tau病提供了全新的方向，无论是通过类似的基因疗法，还是小分子药物提升TRIM11的水平。在增强Tau蛋白的质量控制后，科学家就有望从根源上减少Tau缠结，阻止痴呆症的发生。

值得一提的是，Trim在英语中本身也有“修整、减少”的意思，这算不算一种巧合呢？

据杨小鲁教授介绍，团队研究重点包括，高等生物中的蛋白质质量控制系统及其在人类疾病中的作用。 在15年的研究中，研究团队发现了两个蛋白质质量控制系统：与本文相关的TRIM系统，以及聚天冬氨酸/谷氨酸（polyD/E）蛋白质。

对于TRIM蛋白，研究团队已经发表了一系列论文。之前研究已经表明 TRIM11 还可以抑制 α-突触核蛋白（一种与帕金森病相关的蛋白质）的聚集。《自然》杂志此前还报道了研究团队polyD/E蛋白相关机制研究。

除此之外，杨小鲁教授团队仍在积极推进癌症领域的研究。团队此前工作揭示了 p53 在调节对生物合成和氧化还原平衡至关重要的代谢途径中的作用。研究团队正在研究 p53 作为代谢活动的哨兵和调节器的功能，以及识别和表征驱动肿瘤发生和进展的代谢改变。

参考资料：
[1] TRIM11 protects against tauopathies and is down-regulated in Alzheimer’s disease. Science (2023). DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.add6696
[2] Trimming away tau in neurodegeneration. Science (2023). DOI: 10.1126/science.adj0256
[3] Tau-regulating protein identified as a promising target for developing Alzheimer’s disease treatment. Retrieved July 27, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/996839