阿爾茨海默病(AD)的兩大核心病理特征,是腦內β-淀粉樣蛋白(Aβ)沉積形成的神經炎性斑塊,以及神經元內Tau蛋白異常磷酸化后聚集形成的神經纖維纏結(NFTs)[1]。過去數年,AD動物模型與藥物研發大多聚焦于Aβ沉積。然而,隨著多項Aβ靶向療法的臨床試驗遭遇療效瓶頸,Tau蛋白作為干預靶點的價值日益凸顯,能夠精準模擬人類Tau病理的動物模型也因此成為迫切需求。
為滿足這一需求,賽業生物構建了B6-hTau人源化小鼠(產品編號:C001410)。該模型引入完整的人源Tau蛋白編碼基因MAPT(含內含子和3'UTR),實現了人類Tau蛋白多種剪接異構體(3R和4R)的生理性表達,顯著優于傳統模型。此外,賽業還開發了攜帶P301L(產品編號:C001835)和P301S(產品編號:C001836)病理突變的Tau人源化模型,該系列模型可重現Tau蛋白磷酸化聚集、神經元結構紊亂及記憶功能障礙等關鍵病理,為靶向Tau的抗體、小核酸等療法提供了精準可靠的臨床前研究平臺。

2024年AD藥物研發總體現狀[1]
AD藥物研發:從Aβ到多元化靶點
近年來,AD藥物研發領域機遇與挑戰并存。以Lecanemab和Donanemab為代表的Aβ靶向療法,雖在延緩認知惡化方面取得了一定進展,但部分藥物因療效或爭議問題研發中止,也凸顯了Aβ靶點的局限性。因此,研發重心正從單一Aβ靶點轉向更廣泛的病理機制,尤其是Tau蛋白。例如,渤健已調整策略,聚焦于Tau靶向的ASO和小分子療法;基因泰克與Sangamo Therapeutics合作探索Tau基因療法;強生開發的Tau靶向單抗和主動免疫療法也獲得了FDA的快速通道資格[2-8]。這些行業動向標志著AD治療正邁向多元化、多模態干預,也凸顯了開發精準Tau病理動物模型的緊迫性。

AD的多種致病性假說[9]
Tau病理:從功能失調到神經退行
Tau蛋白由MAPT基因編碼,富集于神經元軸突,通過結合微管來維持其穩定性,對神經元形態、軸突運輸和信號傳導至關重要[9–10]。人類的MAPT基因通過復雜的可變剪接,能夠產生六種主要的Tau蛋白異構體。其中,由第10號外顯子(exon 10)的選擇性剪接所決定的3R和4R兩種形式,對多種神經退行性疾病的病理形成至關重要。這里的“R”代表微管結合域的重復數目。當第10號外顯子被缺失時,產生的Tau蛋白具有3個微管結合域,即為3R-Tau;而當它被保留時,產生的Tau蛋白則擁有4個微管結合域,即為4R-Tau。不同疾病類型通常伴隨著3R與4R-Tau比例的特異性失調[11]。根據“Tau假說”,Tau蛋白的異常是驅動神經退行性疾病發展的關鍵。在病理狀態下,Tau蛋白會發生過度磷酸化,導致它從微管上脫落,從而失去對微管的穩定作用,最終引發神經元損傷。此外,這些過度磷酸化的Tau蛋白會進一步聚集,形成不溶性的神經纖維纏結(NFTs)。3R和4R-Tau均可參與這一過程。這些纏結會破壞細胞內的運輸系統,阻礙神經信號的正常傳遞,最終導致神經元功能障礙和死亡[12]。

特定MAPT基因突變能顯著加速這一病理進程:
(1)P301S突變:降低Tau蛋白促進微管組裝的能力,使其更傾向于形成病理性聚集。
(2)P301L突變:位于高度保守區域,能加速“成對螺旋絲”的形成,同時削弱Tau與微管的相互作用,從而促進NFTs生成。
此外,異常磷酸化的Tau蛋白還能通過“種子效應”在腦內擴散,加劇疾病進程。P301L和P301S突變不僅是家族性額顳葉癡呆(FTD)的主要病因,也為理解散發性AD的病理提供了重要線索[14]。目前,針對Tau蛋白的治療策略主要包括抑制其過度磷酸化、阻止其聚集,以及利用抗體或小核酸藥物促進其清除[12-15]。

靶向Tau及相關通路的療法類型[12]
賽業生物Tau人源化模型:精準復現人類AD病理
為滿足日益增長的Tau靶向藥物研發需求,賽業生物開發了Tau人源化小鼠模型系列。

其中,基礎品系B6-hTau人源化小鼠(產品編號:C001410),通過基因編輯技術將小鼠Mapt基因完整替換為人源MAPT基因(包含內含子和3'UTR),以確保人源Tau蛋白在小鼠體內實現生理性表達與剪接。該模型能表達多種人類Tau蛋白剪接異構體,而這在野生型小鼠中無法實現。該特性使B6-hTau小鼠在解析AD中3R與4R Tau異構體的動態表達、組織分布及差異性積累等關鍵病理環節時,相比傳統CDS人源化模型具有顯著優勢,提供了不可替代的研究平臺。

以此模型為基礎,攜帶人源致病突變P301L(產品編號:C001835)和P301S(產品編號:C001836)的人源化疾病模型,進一步精準復現了人類AD的Tau蛋白聚集病理和行為學缺陷。以下為部分代表性驗證數據。
●行為學檢測:情景記憶功能損傷(6月齡&9月齡)
在新物體識別實驗中,B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠對新舊物體沒有表現出顯著偏好,表明其情景記憶功能存在明顯損傷。作為對比,野生型(WT)小鼠和B6-hTau小鼠則表現出正常的偏好行為。

B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠存在情景記憶功能嚴重損傷
●蛋白表達:人源Tau蛋白表達(9月齡)
在B6-hTau小鼠、B6-hTau*P301L和B6-hTau*P301S小鼠海馬組織中,均成功檢測到人源Tau蛋白(HT7)表達。同時,B6-hTau*P301L和B6-hTau*P301S小鼠還伴有神經元結構紊亂的病理特征,而B6-hTau和野生型小鼠則未見異常。

B6-hTau小鼠、B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬中成功表達人源Tau蛋白
●腦部病理:磷酸化Tau蛋白積聚(9月齡)
在B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬組織中,可檢測到磷酸化Tau蛋白(AT8)的顯著積聚,并伴隨神經元結構紊亂,而野生型小鼠和B6-hTau小鼠均未出現此類病理。

B6-hTau*P301L小鼠和B6-hTau*P301S小鼠海馬中的磷酸化Tau蛋白積聚
●藥效驗證:人源MAPT靶向小干擾RNA(siRNA)
B6-hTau人源化小鼠已被廣泛用于驗證靶向MAPT的siRNA藥物藥效。通過腦室內注射siRNA藥物,能有效且顯著地降低小鼠多個腦區人源MAPT mRNA的表達。

B6-hTau小鼠用于不同人源Tau靶向siRNA的臨床前藥效評估
模型總結
綜上所述,賽業生物的Tau人源化小鼠模型系列精準再現了阿爾茨海默。ˋD)的關鍵基因型和表型特征。B6-hTau小鼠(產品編號:C001410)可用于研究人源Tau蛋白的生理功能,并作為評估疾病相關Tau突變效應的基礎參照模型,特別適用于探索阿爾茨海默。ˋD)中Tau剪接異構體——包括3R和4R形式——在疾病機制中的具體作用及其差異性積累。而B6-hTau*P301L小鼠(產品編號:C001835)和B6-hTau*P301S小鼠(產品編號:C001836)不僅表達人源Tau蛋白,更表現出顯著的磷酸化Tau蛋白積聚和情景記憶損傷等病理特征,成功模擬了AD患者的認知功能缺陷。這些模型可廣泛應用于Tau病理機制研究、靶向療法評估及藥物篩選,是推動AD新藥研發的“加速器”,我們期待這一系列模型能為攻克阿爾茨海默病帶來突破性進展。