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神经原纤维缠结

神经原纤维缠结(Neurofibrillary Tangles, NFTs)是神经退行性疾病(尤其是阿尔茨海默病)的核心病理标志之一,由异常磷酸化的tau蛋白在神经元内聚集形成。以下从结构特征、形成机制、病理影响及临床关联四个方面系统解析:


🔬 一、结构与成分

1. 核心组分

  • Tau蛋白:微管结合蛋白,正常功能是稳定神经元微管结构。

  • 异常修饰:过度磷酸化(如Ser202/Thr205位点)、乙酰化、糖基化,导致其从微管解离并自组装成纤维。

2. 超微结构

特征正常TauNFTs中的Tau
形态可溶性单体双螺旋细丝(Paired Helical Filaments, PHFs)
直径无固定结构10–20 nm单丝,螺旋周期80 nm
染色特性免疫组化不可见刚果红/硫黄素S染色阳性,银染深染

⚙️ 二、形成机制:从可溶到不可溶聚集

1. 关键步骤

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Tau基因突变/应激

激酶-磷酸酶失衡

Tau过度磷酸化

微管解离→轴突运输障碍

Tau单体错误折叠

寡聚体形成→毒性启动

PHFs组装→NFTs沉积

2. 调控因素

  • 激酶过度激活:GSK-3β、CDK5磷酸化tau(受Aβ寡聚体激活)。

  • 磷酸酶抑制:PP2A活性降低(占tau去磷酸化70%)。

  • 传播机制

    • “朊病毒样”扩散:病理性tau经胞外间隙被邻近神经元摄取。

    • 脑区扩展规律:按Braak分期从内嗅皮层→海马→新皮层蔓延。


🧠 三、病理影响:神经元功能障碍与死亡

1. 直接损伤

  • 运输障碍:微管瓦解导致突触前囊泡/线粒体运输受阻。

  • 能量危机:线粒体滞留胞体,突触末端ATP匮乏。

  • 氧化应激:NFTs诱导线粒体ROS爆发。

2. 级联效应

病理进程与NFTs的关联
突触丢失NFT沉积区突触密度下降40–60%(早于神经元死亡)
胶质细胞激活小胶质细胞吞噬含NFTs神经元,释放炎症因子
神经网络解体默认模式网络(DMN)功能连接断裂

🏥 四、临床关联与诊断治疗进展

1. 疾病谱系

NFTs不仅存在于阿尔茨海默病(AD),也见于:

  • 原发性tau蛋白病:额颞叶变性(FTLD-tau)、进行性核上性麻痹(PSP)。

  • 继发性沉积:慢性创伤性脑病(CTE)、唐氏综合征。

2. 诊断技术

  • 脑脊液标志物:磷酸化tau(p-tau181/Aβ42比值诊断AD特异性>90%)。

  • PET成像

    • [¹⁸F]Flortaucipir显像:NFTs分布与认知障碍程度正相关(r=0.8)。

    • Braak分期可视化:Ⅰ-Ⅱ期(内嗅皮层)→ Ⅴ-Ⅵ期(新皮层)。

3. 靶向治疗策略

干预方向代表疗法机制/进展
Tau磷酸化抑制锂盐(GSK-3β抑制剂)Ⅱ期临床:减缓轻度AD认知下降
Tau聚集阻断亚甲蓝衍生物(LMTM)Ⅲ期失败(高剂量组无效)
被动免疫治疗Semorinemab(抗tau单抗)Ⅱ期:显著降低脑脊液tau,未改善认知
基因沉默ASO靶向MAPT基因动物模型减少tau表达50%

💎 总结

神经原纤维缠结的本质是tau蛋白稳态失衡导致的不可逆神经元损伤

  • 结构核心:过度磷酸化tau组装成PHFs;

  • 病理级联:从轴突运输障碍→突触丢失→网络解体;

  • 临床价值

    • 诊断:脑脊液p-tau与tau-PET已成AD核心生物标志物;

    • 治疗:靶向tau聚集/传播的疗法仍面临挑战,但免疫与基因策略潜力显著。
      未来研究需聚焦NFTs形成早期调控跨细胞传播阻断,以逆转神经退行进程。

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