來自東京都立大學的研究人員發現，一種被稱為tau的關鍵蛋白質的特定化學特徵可能導致它在大腦中積累，並引發像阿爾茨海默氏症這樣的疾病。他們發現，某些氨基酸上的二硫鍵起到了穩定tau的作用，並導致其積累，這種影響隨着氧化壓力的增加而變得更加嚴重，識別觸發tau積聚的化學目標可能帶來突破性的治療方法。
tau蛋白是生物細胞健康功能的關鍵。它有助於形成和穩定微管，微管是縱橫交錯的細胞內部的細絲，有助於保持細胞結構的剛性，並為細胞器之間的分子穿梭提供 “高速公路”。然而，當它們不能正確形成時，它們會累積並形成粘性團塊。在大腦中，這些聚集物阻礙了神經元的發射，並導致了廣泛的神經退行性疾病，即所謂的tauopathies，其中之一就是著名的阿爾茨海默病。因此，科學家們找到將tau從細胞功能的一個不可或缺的部分轉變為致命病理的 “開關”是非常重要的。
由東京都立大學的Kanae Ando副教授領導的一個團隊使用像果蠅這樣的模式生物來揭示tau蛋白的特定特徵如何導致其停止正常工作。蒼蠅可以通過基因改變來表達與人類相同的tau蛋白。通過系統地修改編碼tau的部分基因，他們試圖確定突變的tau蛋白的某些特徵如何影響其行為。
帶有半胱氨酸基團的Tau蛋白在氧化壓力下發生化學變化，形成二硫鍵，使tau蛋白的毒性突變體能夠聚集。這些會繼續導致神經退化。抗氧化劑可以幫助將這些物質還原成硫醇；然後這些正常的tau蛋白可以被細胞自然清除。資料來源：東京都立大學
在他們最近的工作中，他們發現蛋白質中被稱為半胱氨酸的氨基酸殘基在兩個不同的位置（C291和C322）的改變對tau的數量和毒性有很大的影響。在進一步的突破中，研究小組確定了負責使其對正常細胞功能產生毒性的具體化學特徵，即這些半胱氨酸基團形成的二硫鍵。當細胞被置於活性氧水平升高的環境中時，tau的毒性積累變得更加嚴重，因為半胱氨酸上的硫醇基團被氧化，形成二硫鍵。氧化應激升高的生化環境與在tauopathies患者身上看到的相似。共同表達抗氧化劑來對抗這種影響有助於自然過程清除tau蛋白，從而使tau水平大幅降低。
研究小組希望了解究竟哪些化學基團負責tau的毒性可能會導致減少或防止tau積累的新療法，以幫助世界各地的tauopathies患者。