眾所周知，β澱粉樣斑塊與Tau纏結是阿爾茲海默症所特有的。Tau可以穩定微管，對於維持軸突運輸、神經突觸生長和神經元形態至關重要；當Tau過度磷酸化時，它會從微管中解離，導致微管穩態喪失和功能障礙，進一步導致神經元之間的突觸通訊減少，最終導致細胞死亡與AD患者腦萎縮。

另一方面，DEK是一種核磷酸化蛋白，它可以促進細胞增殖，協助DNA損傷修復並防止細胞凋亡。研究表明，DEK在大腦中高度表達於學習和記憶相關區域，同時在老年女性痴呆患者腦內皮層中DEK蛋白水平與痴呆嚴重程度評分成反比。因此來自美國的研究人員作出假設，DEK可能具有神經保護作用。

1.敲低DEK導致細胞凋亡

研究人員使用含有shRNA的慢病毒在SH-SY5Y細胞中靶向敲低DEK，發現促凋亡因子p53、caspase-3等表達增加，細胞死亡率顯著提高。另一方面，由於已報道了DEK表達可以促進Wnt/β-catenin訊號轉導，所以研究人員也檢測了該通路的相關分子，結果顯示，隨著DEK的敲低，在未分化和分化的細胞中，活化的β-catenin水平均降低；但僅在分化細胞中，總β-catenin水平才降低。而Wnt訊號的丟失會加劇Tau的過度磷酸化以及β澱粉樣蛋白的沉積和聚集。

圖1 SH-SY5Y細胞中的DEK敲低可增加細胞凋亡率

2.敲低DEK損害神經突形成並導致Tau過度磷酸化和積累

鏡下觀察可以發現在整個分化過程中，DEK的喪失會損害神經突的生長，進一步量化每個細胞的神經突數量和長度，發現敲低DEK細胞每個細胞擁有更多的神經突但長度較短，這使得細胞不能夠總是成功地與其他細胞產生聯絡。重要的是，神經突向外生長的功能障礙可能是由於微管穩定性下降所致。所以接下來研究人員決定重點探究DEK和Tau兩者的關係。

圖2 DEK丟失會損害分化細胞中神經突的形成

透過使用PCR、免疫熒光和westernblot實驗，研究人員發現，敲低DEK的細胞中Tau水平升高。但是AD病理學更明確的標誌是Tau的過度磷酸化，所以研究人員進一步分析了多個磷酸化位點的總Tau和磷酸化Tau水平。結果顯示，和NT組相比，敲低DEK組細胞中的總Tau水平激增了約2倍，而絲氨酸262和PHF-1位點上的磷酸化Tau水平增加，這兩個位點均位於Tau的微管結合域內。

進一步比較發現，PHF-1位點中pTau/Tau比值下調，而絲氨酸262位點該數值依然顯著上調。這些結果說明，在敲低DEK的細胞中大多數上調的Tau蛋白在絲氨酸262位點被過度磷酸化。過度的Tau磷酸化會高度抑制Tau結合微管的能力。

圖3 DEK丟失增加微管結合域內Tau的磷酸化

3.總結

在這裡，研究人員透過證明DEK的丟失可能導致Tau的過度磷酸化和細胞凋亡，確定了DEK是AD的參與者。這項研究可能有助於更深入地瞭解AD的分子機制以及潛在的治療靶標。

參考文獻：

Greene AN, Parks LG, Solomon MB andPrivette Vinnedge LM (2020) Loss of DEK Expression Induces Alzheimer’s Disease Phenotypesin Differentiated SH-SY5Y Cells. Front. Mol. Neurosci. 13:594319. doi:10.3389/fnmol.2020.594319

校審： Simon (Brainnews編輯部)