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神经元中的轴浆运输可以进行物质的运输、信息的交流以及能量的转运,而与轴浆运输密切相关的两种重要蛋白kinesin1和转铁蛋白受体1(transferrin receptor 1,TfR1)的异常表达会对阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的发生造成不同程度的影响。TfR1是位于突触后膜上一种跨膜蛋白,通过其介导的内吞循环而参与了轴浆运输与转运。淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)可以通过其羧基末端与kinesin1分子发生直接连接,从而作为kinesin1的受体参与了轴浆运输,且APP基因突变可以引起轴浆运输障碍且常伴随有脑内TfR1表达的异常。轴浆损伤可能是最早出现的一种AD病理变化的表征,甚至要早于老年斑和神经纤维的形成,但是目前很少有研究报道kinesin1与TfR1在AD病理发生、发展中的表达变化以及与轴浆运输障碍之间的关系。本文利用APP/PS1转基因小鼠建立AD模型,系统研究AD病理改变进程中的轴浆损伤现象以及kinesin1和TfR1与神经元轴浆运输功能障碍之间的联系。目的:探讨轴突运输蛋白kinesin1、TfR1和神经丝蛋白(SIM-312)在阿尔茨海默病发生、发展中的作用以及转铁蛋白受体1对神经元以及其异常表达对阿尔茨海默症神经元的保护作用。方法:组织水平利用免疫荧光染色和Western blot技术检测APP/PS1转基因小鼠和野生型小鼠大脑皮层内老年斑的沉积及星形胶质细胞的分布以及在大脑皮质发育过程中kinesin1、TfR1和SIM-312阳性细胞个数及蛋白表达变化;细胞水平取新生小鼠原代海马神经元进行培养,培养12天后使用TfR1 shRNA pGFP-V-RS干扰质粒对其进行转染,采用Western blot技术检测Tf R1的表达变化;Elisa来检测经干扰前后的细胞Aβ1-42分泌量;利用TfR1、MAP2来标记神经元的突起,观察经干扰前后突起的形态变化;利用FM1-43染色来观察由TfR1介导的轴浆运输中囊泡的运输情况。结果:(1)TfR1在APP/PS1转基因小鼠的生长发育过程中随着年龄的增长呈现先增加后减少的趋势。(2)TfR1 shRNA干扰后可以使原代神经元细胞内TfR1基因沉默,使其突起明显变细、变长影响囊泡的运输。与对照组相比,TfR1基因沉默在APP/PS1转基因小鼠原代神经元中表达量减少,荧光减弱。(3)APP/PS1转基因小鼠与正常对照组相比,Aβ斑块增多,星形胶质细胞数目增多,神经元减少;而kinesin1阳性细胞的数量在APP/PS1转基因小鼠生长发育过程中减少,且在P9M之后与野生型小鼠之间存在着显著的差异;SIM-312标记的神经丝蛋白随着年龄的增长自P6M之后开始出现缠结现象。结论:(1)APP、PS1基因突变可导致TfR1的表达下降。(2)原代神经元经TfR1 shRNA干扰可以使Aβ分泌量增多,影响神经元突起的生长,使轴浆运输速率减慢,囊泡的活动减缓,加重阿尔茨海默病的病情。故TfR1的表达可以对神经元起到保护作用。(3)Kinesin1和SIM-312的异常改变导致神经元中轴浆运输障碍以及AD的病理变化有关。