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在阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)及其他神经退行性疾病中,微管相关蛋白Tau都高度磷酸化,因而此类疾病统称为Tau蛋白病(tauopathies)。AD病人大脑神经元中的微管网络被破坏,而且发生在早期,被认为是神经元功能异常的一个最关键的病理生理学特征。研究表明,在tauopathy转基因小鼠模型中,通过微管稳定药物处理小鼠的细胞可以有效的避免微管破坏引起的运输和认知缺陷。前期的研究结果表明,组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)突变可提高微管乙酰化水平,挽救Tau蛋白过表达引起的微管网络的破坏和神经突触发育的异常(Xiong et al.,2013)。然而,HDAC6除了修饰多个乙酰化底物外,还能调控细胞自噬(Iwata et al.,2005;Lee et al.,2010;Pandey et al.,2007)。因此,微管乙酰化水平与阿尔兹海默症神经变性病病理发生的因果关系尚不明确。本课题拟通过定点突变α-tubulin的40位赖氨酸(K)为谷氨酰胺(Q)以模拟微管乙酰化状态或突变为丙氨酸(A)和精氨酸(R)以模拟非乙酰化状态,从而揭示微管乙酰化水平在Tau蛋白相关的神经变性病病理中发挥的作用。CRISPR/Cas9系统是十分成熟和广泛应用的基因打靶体系,其打靶效率较传统的基因操作更为高效。目前,我们已经运用该技术得到用于模拟微管乙酰化的K40Q突变体果蝇,其模拟的乙酰化状态并不能被针对于该位点的乙酰化抗体识别。后面我们将α-tubulin K40Q突变体与过表达Tau蛋白的果蝇进行遗传互作分析,进一步证实微管乙酰化水平的升高是避免Tau蛋白触发微管解聚的主要途径。此外,我们还在过表达Tau蛋白的黑腹果蝇二龄幼虫的食物中加入HDAC6的抑制剂tubastatin A/ACY-1215,观察能否通过提高微管乙酰化水平这一途径来修复已经破坏的微管网络。先前的研究结果表明,过表达Tau蛋白的果蝇在其胚胎期使用针对HDAC6去乙酰化活性的抑制剂tubacin处理,微管网络破坏程度明显降低(Xiong et al.,2013)。那么在过表达Tau导致微管网络破坏后,再用针对HDAC6去乙酰化酶活性的抑制剂处理,看是否能使破坏的微管恢复。目前初步结果表明,在肌肉系统中使用针对HDAC6去乙酰化酶活性的抑制剂tubastatin A/ACY-1215可以很好地挽救野生型Tau蛋白对微管网络的破坏。上述方法为阐明病理状态下Tau蛋白破坏微管的机制和筛选治疗Tau蛋白相关疾病的药物提供了新思路。