第一部分Tau蛋白通过Akt途径使细胞抵抗凋亡阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)包括两种典型的病理学特征,细胞内过度磷酸化的微管相关蛋白tau组成的神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)和细胞外由β-淀粉样肽(Aβ)形成的老年斑(senile plaques,SP)。尽管AD和tau相关疾病患者的神经元长期持续处在促凋亡的环境中,然而大多数含有NFTs的神经元不发生凋亡,而是慢性退行性变性,其中机制尚不清楚。本研究小组最近的研究发现:tau蛋白过度磷酸化使神经细胞逃逸凋亡。本文在小鼠成神经瘤(mouse Neuroblastoma 2a, N2a)细胞中进一步探讨神经细胞逃逸凋亡的机制。结果显示:(1)在细胞中过度表达tau蛋白或其空载体(对照)并给予血清饥饿刺激后,过度表达tau蛋白的实验组细胞凋亡率明显低于对照组;细胞中过度表达的tau蛋白与caspase-3活性片段和(或)浓缩/碎裂的细胞核不共定位。(2)tau蛋白对细胞的保护作用与其相对增高的磷酸化水平相关。(3)与对照组比,表达tau蛋白的细胞中Akt激活,其下游凋亡相关因子FOXO3磷酸化增强,p53和Bax水平降低。(4)用抑制剂阻断Akt途径后,tau蛋白的抗凋亡作用消失;(5)与不表达tau蛋白的细胞比,去血清饥饿处理组PI3K的催化亚基p110含量显著升高,而磷酸化的调节亚基p85(p-p85)的相对水平没有明显改变。此外,本研究还发现在细胞核组分中含有tau蛋白,去血清饥饿处理使细胞核总tau蛋白和Ser396位点磷酸化的tau蛋白含量均明显降低。上述研究结果提示:tau蛋白通过激活PI3K/Akt途径使细胞逃逸凋亡,而PI3K的激活可能与tau蛋白核内水平降低有关。本研究部分阐述了tau蛋白抗凋亡的分子机制。第二部分β-淀粉样肽通过Akt/FOXO3/Bim途径引起神经细胞凋亡阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)患者的特征性脑病理学改变之一是由β-淀粉样肽(Aβ)组成的细胞间沉积的大量老年斑(senile plaques, SP)。大量研究报道,Aβ具有细胞毒性,可引起细胞凋亡。体内和体外实验都证明Aβ能引起机体生存通路中重要激酶Akt的活性降低。FOXO是最近发现的一个与细胞生存与分化密切相关的转录因子。FOXO为Akt的下游底物,当Akt激活时,使FOXO的Thr32位磷酸化,FOXO不发挥其转录因子的效应,避免了一些促凋亡蛋白或配体的表达,细胞凋亡减少。本研究的目的是观察Akt/FOXO是否介导Aβ引起的细胞凋亡。结果显示:在过量表达Aβ的APPswe+ PS1?9双转基因细胞中,Akt活性下降, FOXO3的Thr32位磷酸化下降,促凋亡蛋白Bim的水平升高,神经细胞凋亡增多。该研究结果提示:Aβ可能通过Akt/FOXO3/Bim途径促进细胞凋亡。本研究为阐明Aβ引起神经细胞凋亡的机制提出了一条新通路。第三部分褪黑素阻止过氧化亚硝酸盐引起的tau蛋白过度磷酸化在大鼠整体研究褪黑素对过氧化亚硝酸盐(peroxynitrite,PN)引起的tau蛋白过度磷酸化以及相关激酶,包括糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的影响。大鼠在双侧海马注射PN的前体SIN-1造模之前1 h,侧脑室注射褪黑素进行保护。利用免疫印迹法检测tau蛋白磷酸化以及相关激酶的改变。结果发现:(1)注射SIN-1可引起tau蛋白在pS396位点发生过度磷酸化,同时,GSK-3β和MAPK家族中的p38被激活;(2)提前注射褪黑素则可阻止这些变化;(3)褪黑素可改善PN所引起的氧化应激。本研究结果提示:褪黑素可能通过清除氧自由基和抑制相关激酶,阻止PN引起的tau蛋白过度磷酸化。第四部分脂多糖侧脑室注射对大鼠海马tau蛋白磷酸化水平的影响目的研究脂多糖( lipopolysaccharide,LPS)对大鼠海马神经细胞tau蛋白磷酸化的影响。方法大鼠侧脑室注射LPS(5μg和50μg)后于2,4,8 h提取海马神经细胞蛋白,利用免疫印迹法检测tau蛋白磷酸化的情况。结果(1)大鼠海马神经细胞tau蛋白在LPS注射2 h时后出现过度磷酸化,之后出现去磷酸化。(2)注射LPS后出现了tau蛋白表达总量增加。结论LPS能引起大鼠海马神经细胞tau蛋白磷酸化水平。