蛋白磷酸酶1调节tau外显子10可变剪接及在AD致病过程中的作用

过度磷酸化的tau是AD脑中神经纤维缠结的主要成分。通过可变剪接，正常成人脑表达六种tau变异体。外显子10编码与否决定tau含3或4个微管结合重复片段（3R、4R）。正常人脑表达等量的3R-tau和4R-tau，其表达失衡可引起某些tau蛋白病。剪接因子ASF与SC35调节外显子10可变剪接，且活性受磷酸化严格调节。目前的研究主要局限在蛋白激酶，对磷酸酶研究薄弱。我们预实验发现：1.PP1与ASF及SC35存在直接相互作用；2.过表达ASF或SC35明显促进外显子10的编码，而过表达PP1明显抑制这种促进作用；3.AD患者脑中，3R-tau和4R-tau表达失衡，PP1的活性明显降低。这些均提示PP1可能与AD脑中tau外显子10剪接失调有关。本项目拟在分子、细胞、动物及AD患者脑组织，系统研究PP1对外显子10可变剪接的调节，为tau外显子10剪接相关神经退行性病变的治疗提供分子依据。

通过可变剪接，正常成人脑表达六种tau变异体。外显子10编码与否决定tau含3或4个微管结合重复片段（3R、4R）。正常人脑表达等量的3R-tau和4R-tau，其表达失衡可引起某些tau蛋白病。剪接因子ASF与SC35调节tau外显子10可变剪接，且活性受磷酸化严格调节。本课题的研究揭示了哪种磷酸酶及其如何通过调节ASF或SC35的磷酸化来影响它们在tau外显子10的可变剪接中的调控作用。本课题研究发现：1.PP1而非PP2A、PP2B或者PP5与ASF及SC35存在直接相互作用；2.过表达ASF或SC35明显促进tau外显子10的编码，而过表达PP1或降低PP1的表达明显抑制或促进ASF、SC35对tau外显子10 编码的促进作用；3.PP1有三种亚型，称为PP1alpha, PP1beta 和 PP1gamma，它们与ASF或SC35都有相互作用。其中PP1alpha能更有效地抑制ASF或SC35对tau外显子10可变剪接的促进作用。4. PP1alpha, PP1beta 和 PP1gamma均可对ASF或SC35进行脱磷酸化作用，其中PP1alpha对ASF、SC35的脱磷酸化作用最强。5.小鼠侧脑室注射PP1的抑制剂，促进4R-tau的表达同时抑制3R-tau的表达。6.AD患者脑中，3R-tau和4R-tau表达失衡，PP1的蛋白水平明显升高。总之，ASF 或SC35促进tau外显子10的编码。PP1与之相互作用并使之脱磷酸化从而抑制其在促进tau外显子10编码中的作用。在PP1的三个亚型中，PP1alpha能最有效地通过调节ASF与SC35的磷酸化而调节其功能。以上研究发现提示AD脑中PP1的蛋白表达水平增高异常调节ASF、SC35而使tau外显子10剪接失调，导致3R-tau、4R-tau的比例失衡。可能启始或加速了tau的病理改变，引发神经退行性疾病。