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阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease, AD)是一种渐进性的中枢神经系统退化性疾病。目前,AD病例约在3600万人,而到2050年这个数目将增加3倍,随着全球老龄化的加剧,对AD的研究具有非常重要的意义。阿尔兹海默症的主要病理学表现为神经元大量凋亡、突触丢失、老年斑增加和神经纤维缠结等,但AD的发病机理还未探明。有研究表明,大部分AD病人为散发性,小部分AD病人为常染色体显性遗传的家族性(Familial Alzheimer’s disease, FAD)。早老素(Presenilin)基因的突变是导致早发型FAD的主要原因,其有Presenilin-1和Presenilin-2两种类型。用前脑特异性敲除PS1的小鼠与全身性敲除PS2的小鼠繁育出的PS1/2条件性双基因敲除(Presenilinl/2double knock out mice,DKO)小鼠则表现出一系列类似AD的神经退行性病症,包括突触可塑性和海马依赖的记忆损失、tau蛋白高度磷酸化、神经元凋亡、皮层萎缩、侧脑室和第三脑室扩大、强烈的炎症反应和认知功能障碍等。目前,被FDA批准用于治疗AD的药物,主要有乙酰胆碱酯酶抑制剂(多奈哌齐,1996)和NMDA型谷氨酸受体拮抗剂(盐酸美金刚,2003)。AD病人大脑中的乙酰胆碱水平降低,而谷氨酸水平升高。乙酰胆碱是脑细胞中重要的化学信号分子,其参与了记忆、思考、和判断功能。AD病人脑中乙酰胆碱水平的降低主要是因为胆碱能神经元的退化,导致认知功能障碍。乙酰胆碱酯酶抑制剂(多奈哌齐)可以阻止胆碱酯酶的活动,阻碍乙酰胆碱的分解,进而维持乙酰胆碱的水平,最终改善AD病人的记忆和认知功能。谷氨酸是中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质,其参与了突触可塑性,学习和记忆功能。谷氨酸受体NMDA介导了快速的兴奋性传递。AD病人神经元的谷氨酸水平异常增加,过度激活突触膜上NMDA受体,导致突触可塑性损伤,神经元死亡,细胞丢失等,最终使病人产生学习记忆能力障碍。NMDA型谷氨酸受体拮抗剂(盐酸美金刚)可以在NMDA受体过度激活时限制其通道的开放而不影响正常的突触功能,从而使神经元免于谷氨酸介导的神经毒性并增强突触传递,最终改善认知功能。本文对5月龄DKO小鼠分别给药多奈哌齐和盐酸美金刚1个月后,通过行为学实验和分子实验检测其对DKO小鼠的神经退行性症状的影响及分子机制。1、腹腔注射多奈哌齐对DKO小鼠神经退行性症状的影响选用5月龄的DKO和对照组小鼠(CON),对其进行腹腔注射多奈哌齐后,运用行为学实验方法,分别从旷场实验、新异物体识别、衣架试验、做窝实验、高架十字迷宫实验、巴恩斯迷宫实验、恐惧性条件反射实验来检测小鼠的运动协调能力,学习记忆能力,及冷漠样和焦虑样情绪。结果显示,腹腔注射多奈哌齐对DKO小鼠的高自发活动量,海马依赖的非空问和联合式学习记忆能力等症状有一定的改善作用。说明乙酰胆碱酯酶抑制剂能够部分改善DKO小鼠的神经退行性症状。2、腹腔注射多奈哌齐对DKO小鼠神经退行性症状影响的分子机制研究在行为学结束之后,对本实验组的小鼠取样处理,运用组织学方法、显微镜技术观察第三脑室和侧脑室的面积,乙酰胆碱酯酶的分布；采用微孔板检测系统(酶标仪)分析海马、皮层和小脑中乙酰胆碱酯酶及乙酰胆碱转移酶的活性；使用Western Blot技术检测海马和皮层中caspase-3、Bcl-x1、BDNF蛋白的表达水平。结果显示,多奈哌齐改善了DKO小鼠脑室扩大的现象,降低了乙酰胆碱酯酶的活性,缓解DKO小鼠的凋亡状况,但没有改善神经营养因子的表达水平,说明多奈哌齐通过抑制乙酰胆碱酯酶活性而部分改善DKO小鼠的神经退行性症状。3、饮水给药盐酸美金刚对DKO小鼠神经退行性症状的影响选用5月龄的DKO小鼠和对照组小鼠(CON),对其进行饮水给药盐酸美金刚后,运用行为学实验方法,分别从旷场实验、新异物体识别、衣架试验、做窝实验、高架十字迷宫实验、巴恩斯迷宫实验、恐惧性条件反射实验来检测小鼠的运动协调能力,学习记忆能力,及冷漠样和焦虑样情绪。结果显示,饮水给药盐酸美金刚对DKO小鼠的海马依赖的非空间学习记忆等症状有一定改善作用。说明NMDA受体拮抗剂能够部分改善DKO小鼠的神经退行性症状。4、饮水给药盐酸美金刚对DKO小鼠神经退行性症状影响的分子机制研究在行为学结束之后,对本实验组的小鼠取样处理,运用Western Blot技术检测了海马和皮层中caspase-3、Bcl-x1、BDNF蛋白的表达水平。结果显示,NMDA受体拮抗剂没有改善DKO小鼠的凋亡状况和神经营养因子的表达水平。综上所述,多奈哌齐通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性可部分缓解DKO小鼠的神经退行性病症；盐酸美金刚通过拮抗NMDA受体也可部分缓解DKO小鼠的神经退行性病症,但该两种药物都不能全面缓解DKO的病症(比如情绪行为、神经元凋亡、运动协调能力、空间认知能力、恐惧记忆能力等等),说明中枢胆碱能缺失和谷氨酸兴奋性中毒可能都不是最主要的AD诱因。结合本实验室已研究的结果,我们提出,AD的治疗可能需要鸡尾酒式的治疗策略,多种治疗方法相结合可能会有更理想的治疗效果。