研究目的
研究不同病理形式的tau蛋白对神经元网络功能的影响，特别比较可溶性tau与神经原纤维缠结（NFTs）在tau蛋白病小鼠模型中对神经元活动的作用。
研究成果
研究表明，在P301S小鼠的皮层第2/3层神经元中，可溶性病理性tau蛋白（而非神经原纤维缠结NFTs）是导致神经元活性降低的主要原因。NFT形成并未引发额外有害效应，且神经元活性与相关模式在观察期内保持稳定。这提示针对tau蛋白病变的治疗策略应靶向可溶性tau蛋白而非NFTs。该发现强调了可溶性tau蛋白在神经元功能障碍中的重要性，并警示仅针对溶解tau聚集体的疗法需谨慎。
研究不足
该研究在纯合P301S小鼠中进行，这些小鼠在5-6个月时会出现严重运动缺陷，限制了长期观察。钙瞬变可能无法完全反映神经元功能，细微变化可能难以检测。该模型可能无法完全复刻人类tau蛋白病的进展过程，尤其是神经原纤维缠结的扩散情况。tau-PFFs的剂量和所选小鼠品系可能会影响结果，功能变化可能需要更长时间或不同技术（如膜片钳）才能检测到。
1：实验设计与方法选择：
本研究结合了tau蛋白播种与慢性体内双光子钙成像技术，在表达人源P301S突变tau蛋白的清醒头部固定小鼠中开展。该方法可探究神经原纤维缠结（NFT）形成对完整神经环路的功能影响，并在病程中直接比较含NFT与无NFT神经元。
2：样本选择与数据来源：
使用纯合转基因雄性和雌性小鼠（表达人源突变P301S tau蛋白，C57BL/6J背景）及野生型C57BL/6J小鼠。小鼠2月龄时注射tau预形成纤维（tau-PFFs）或溶剂，成像持续至注射后50天。
3：实验设备与材料清单：
设备包括立体定位仪、牙科钻（Schick-Technikmaster C1）、双光子显微镜（La Vision Trim Scope）、可调谐钛宝石激光器（Coherent Chameleon和Mai Tai）、颅窗、AAV1.hSyn1.mRuby2.GSG.P2A.GCaMP6s.WPRE.SV4病毒、tau-PFFs、FSB染料、抗体（AT8）、共聚焦显微镜（LSM 780）及软件（MATLAB、ImageJ、Photoshop、GraphPad Prism、STATISTICA）。材料包含氯胺酮-赛拉嗪、地塞米松、卡洛芬、头孢噻肟、牙科丙烯酸树脂、盖玻片及免疫组化用各类化学试剂。
4：1）、双光子显微镜（La Vision Trim Scope）、可调谐钛宝石激光器（Coherent Chameleon和Mai Tai）、颅窗、AAVhSynmRubyGSG.P2A.GCaMP6s.WPRE.SV4病毒、tau-PFFs、FSB染料、抗体（AT8）、共聚焦显微镜（LSM 780）及软件（MATLAB、ImageJ、Photoshop、GraphPad Prism、STATISTICA）。材料包含氯胺酮-赛拉嗪、地塞米松、卡洛芬、头孢噻肟、牙科丙烯酸树脂、盖玻片及免疫组化用各类化学试剂。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：小鼠接受tau-PFFs或溶剂的前额叶皮质立体定位注射，随后植入颅窗?；指雌诩巴凡抗潭ㄑ盗泛?，对清醒小鼠进行活体双光子钙成像。FSB注射用于活体标记NFTs。成像记录第2/3层神经元自发活动，通过胡须运动监测行为状态（静息/活跃）。数据处理包括钙瞬变分析与相关模式分析。
5：数据分析方法：
采用定制MATLAB代码检测分析钙瞬变（含图像配准、神经胶质校正及瞬变频率计算）。统计方法包括单因素方差分析、双因素方差分析、多元方差分析及t检验。评估相关系数与模式随时间的持续性。
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Two-photon microscope
La Vision Trim Scope
La Vision BioTec
Used for in vivo two-photon calcium imaging to record spontaneous activity of cortical neurons.
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Tunable Ti:sapphire laser used for two-photon excitation, tuned to 940 nm for GCaMP6s/mRuby2 imaging.
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ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex
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Thermo Fisher Scientific
Antibody recognizing human and murine tau phosphorylated at S202 and T205, used for immunohistochemistry.
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La Vision Imspector
La Vision BioTec
Software for controlling the two-photon microscope setup and synchronous recording of behavior.
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Laser
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Spectra Physics
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Merck
Fluorescent Congo red derivative used to label neurofibrillary tangles (NFTs) in vivo.
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Used for custom code development for image processing, calcium transient analysis, and behavioral classification.
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Used for image processing and analysis.
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