Белок, который накапливается внутри нейронов и разрушает их внутренний каркас при болезни Альцгеймера.Тау — это белок, который в основном находится внутри нейронов, где в норме связывается с микротрубочками и стабилизирует их. Микротрубочки — это внутренний каркас, по которому транспортируются вещества вдоль длинных отростков нервных клеток. При болезни Альцгеймера и ряде других нейродегенеративных заболеваний тау аномально модифицируется (гиперфосфорилируется) и отсоединяется от микротрубочек. Затем он слипается в запутанные нити внутри нейрона, называемые нейрофибриллярными клубками. Эти клубки нарушают транспортную систему, что ведёт к постепенному разрушению внутренней структуры нейрона и в конечном итоге к гибели клетки. Определение-затравка отражает это: тау накапливается внутри нейронов и разрушает их внутренний каркас.
Почему тау важен? Потому что потеря функции тау и приобретение токсичных агрегатов тау сильно коррелируют с когнитивным снижением при болезни Альцгеймера. Хотя амилоидные бляшки (состоящие из другого белка) также являются характерным признаком, распространение тау-патологии по мозгу точнее следует картине клинических симптомов. Клубки тау обнаруживаются и при других таупатиях, таких как лобно-височная деменция и хроническая травматическая энцефалопатия. Поэтому понимание тау имеет центральное значение для диагностики и лечения этих расстройств.
Тау объясняет, как один белок может превратиться из полезного структурного компонента в разрушительный агент. Когда тау гиперфосфорилируется, он теряет связь с микротрубочками, и они распадаются. Нейрон больше не может перемещать питательные вещества и органеллы по своим аксонам, и связь с другими нейронами нарушается. Агрегированный тау также распространяется от клетки к клетке прионоподобным образом, что может объяснять, почему патология Альцгеймера прогрессирует через связанные области мозга.
Тау был открыт в 1975 году Марком Киршнером и коллегами как белок, ассоциированный с микротрубочками. Его роль в болезни Альцгеймера была установлена в 1980-х годах, когда его идентифицировали как основной компонент нейрофибриллярных клубков.
В здоровом нейроне тау связывается с димерами тубулина и способствует сборке микротрубочек. Микротрубочки служат рельсами для моторных белков (кинезина и динеина), которые переносят грузы. Когда тау фосфорилируется определёнными ферментами (киназами), он отсоединяется. Если фосфорилирование чрезмерно, молекулы тау начинают прилипать друг к другу, образуя парные спиральные филаменты. Эти филаменты накапливаются в клубки. Потеря стабильности микротрубочек и физическая блокировка клубками нарушают аксональный транспорт, что ведёт к дисфункции синапсов и гибели нейронов. Процесс постепенный и может занимать годы или десятилетия.
Тау является мишенью для диагностики болезни Альцгеймера (ПЭТ-визуализация клубков тау) и для экспериментальных методов лечения, направленных на предотвращение агрегации или распространения тау.
В норме тау растворим и не имеет упорядоченной структуры, но при заболевании он образует нерастворимые филаменты, которые можно окрасить серебром — тем же методом, который Алоис Альцгеймер использовал в 1906 году, чтобы увидеть описанные им клубки.