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阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)是最常见的神经退行性疾病,其主要病理特征是在脑中出现大量过度磷酸化tau蛋白和β-淀粉样肽(Aβ)的聚积。越来越多的研究表明,泛素-蛋白酶小体系统在AD的脑病变过程中发挥着重要的作用。在AD病人脑内,老年斑和神经原纤维缠结中均存在着异常泛素化现象,为这个观点提供了有力的证据。此外,在AD病人大脑的海马中蛋白酶小体的活性明显下降,而海马区也是容易发生AD病变的区域。所有这些资料都说明蛋白酶小体和AD中tau蛋白和Aβ的降解之间存在内在的联系。然而蛋白酶小体对tau和Aβ的蛋白水解作用目前仍不明确。 目的:为了探讨蛋白酶小体在AD发病中的作用,在大鼠体内进行了研究,旨在阐明蛋白酶小体抑制对tau的聚积、磷酸化、泛素化、溶解性,以及Aβ的产生,和大鼠记忆保留的作用。 方法:对大鼠进行双侧海马各注射3μl的Lactacystin(一种不可逆性的蛋白酶小体特异性抑制剂)后分别进行免疫印迹、免疫组织化学、thioflavin-S染色、生物化学的分级分离、免疫沉淀、酶联免疫吸附测定和Morris水迷宫实验,来检测大鼠的tau蛋白的改变、Aβ的产生以及大鼠的空间记忆能力。 结果:(1)Lactacystin明显抑制蛋白酶小体的活性。(2)抑制蛋白酶小体活性以不依赖tau蛋白磷酸化的方式引起了的tau蛋白聚积,主要结果包括:(i)Lactacystin增加了各种类型tau蛋白的水平及其不溶性,这其中包括磷酸化的tau蛋白。但是经过与总tau进行标准化处理以后,磷酸化tau蛋白的水平增加不复存在,而tau的pS214和pT231位点磷酸化相对于对照组甚至是降低的。(ii)抑制蛋白酶小体活性导致了cAMP依赖蛋白激酶(PKA),糖原合酶激酶-3β(GSK-3β),周期蛋白依赖激酶-5(Cdk-5)的激活,同时蛋白磷酸酯酶2A(PP2A)和c-Jun氨基端激酶(JNK)的抑制。(3)抑制蛋白酶小体活性通过提高β-和γ-分泌酶的活性导致Aβ的产生增加,包括:(i)蛋白酶小体抑制后由Aβ抗体和识别 Aβ切割片段的抗体检测的Aβ产生增加。(ii)APP的水平包括全长和经过β-分泌酶切割后的C-末端片段都是增加的。(iii)在蛋白酶小体抑制后的不同时间点,β-和γ-分泌酶的活性都是增加的。(iv)C末端热休克蛋白70作用因子—CHIP的水平是降低的,这也支持 Aβ水平的增加,但是 Hsp90的水平并没有变化。(4)抑制蛋白酶小体活性不影响大鼠的空间记忆保留能力。 结论:(i)抑制蛋白酶小体活性增加了不依赖其过度磷酸化tau蛋白的聚积和tau蛋白的不溶性,JNK的抑制可能对大鼠体内tau的磷酸化水平相对降低起到一定作用。(ii)抑制蛋白酶小体活性通过提高β-和γ-分泌酶的活性增加了Aβ的产生。