针对人tau蛋白的抗体型分子伴侣的筛选与作用机制研究

Alzheimer's disease is a huge threat to the elderly, which is in close association with tau protein. To use human tau protein as the target for drug development is a hot topic in the current study. We intend to screen some scFv antibodies from a high-capacity phage antibody library using phosphorylated human tau protein as the target ligand. Our aim is to find scFv antibodies with chaperone-function which could specifically inhibit aggregation of this target protein, and discover the molecular mechanism for the chaperone-like effect of antibody on tau protein through in vivo and in vitro studies. It is the first time that a project was proposed to screen antibody chaperone that could act on phosphorylated tau protein using phage display and screening technology. In this innovative project, the interaction of scFv antibody with tau protein will be fully studied. Drosophila will be used as an animal model for the purpose to treat human Alzheimer's disease in the future. In this project, many new methods and technologies will be used to thoroughly study the molecular mechanism of the screened antibodies. The scFv antibodies are novel anbibodies of great practical significance in medicine and medical science. Because the molecular chaperones and antibodies are of very important physiological significance and practical value, Alzheimer's disease and tau protein are also research hotspots in recent years, studies in this project therefore have important theoretical significance and practical application.

老年痴呆症是对老年人威胁巨大的一种疾病，tau蛋白与该病具有密切的联系，以tau蛋白为靶点的药物开发是目前的研究热点。我们拟利用大容量的人源噬菌体抗体库，以磷酸化的人tau蛋白为靶蛋白，筛选得到具有伴侣功能、能抑制其聚集的scFv单链抗体，并进一步通过体外与体内实验研究其功能与作用机制。本项目首次提出利用噬菌体抗体库筛选针对磷酸化tau蛋白的抗体型分子伴侣，研究其与tau蛋白的相互作用，利用果蝇做为模式生物进行活体研究，以用于老年痴呆症的治疗，是一个创新性课题。本项目综合使用多种生物学研究技术展开深入研究，采用了较多新技术、新方法，是相关研究领域内的开创性工作，所制备与研究的单链抗体也是一种在医学中有重要应用价值的新型抗体。由于分子伴侣与抗体均具有重要的生理意义和应用价值，老年痴呆症与tau蛋白也是近年来研究的热点，因此本项目的研究具有重要的理论研究意义和应用价值。

阿尔兹海默症（老年痴呆症）是对老年人威胁巨大的一种疾病，Tau蛋白与该病具有密切的联系，以Tau蛋白为靶点的药物研发具有重要的应用价值。我们以磷酸化的Tau为靶蛋白，利用大容量的人源噬菌体抗体库，筛选与其特异结合的scFv单链抗体，得到了多株单链抗体，通过ThT荧光法、SDS-PAGE电泳法与透射电镜检测法，发现其中的一株单链抗体（scFv T1）具有分子伴侣功能，能够显著地抑制磷酸化Tau蛋白的异常聚集。进一步的研究结果表明，该单链抗体可以抑制由Tau蛋白寡聚体形成的种子所诱导的Tau蛋白的聚集，抑制Tau蛋白构象的变化，抑制Tau蛋白在拥挤环境中的异常聚集，还能够促进已经形成的Tau蛋白聚集体的解离。该单链抗体还被发现能够显著抑制Tau蛋白聚集早期阶段液-液相分离形态的产生。细胞水平的研究结果表明，该单链抗体可以显著降低Tau蛋白寡聚体的细胞毒性，增加细胞的存活率。果蝇模式生物水平的研究结果表明，当该单链抗体在果蝇眼睛中特异性地表达后，可以缓解过磷酸化的Tau蛋白聚集导致的生物毒性。上述发现均表明此单链抗体具有治疗阿尔茨海默症的潜在价值，值得进行进一步的研究。我们的研究成果同时揭示了利用噬菌体抗体库筛选单链抗体类的药物是一种切实可行的方法，值得推广。