阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s Disease, AD)是一种常见的神经退行性疾病。其病理特征包括:神经细胞胞外产生老年斑、胞内产生神经纤维缠结以及神经细胞的死亡。Aβ是老年斑的主要成分,它由淀粉样前体蛋白APP通过β分泌酶和γ分泌酶切割而产生,被认为在AD发生中起关键作用。氧化损伤、线粒体功能缺陷和细胞凋亡在AD的发生中起重要作用,本研究着重探讨了APP的异常切割与氧化损伤、线粒体功能缺陷、细胞凋亡等神经损伤之间的关系。实验结果显示,稳定表达人APP695(N2a/APP695)或其Swedish突变体(N2a/APPswe)的细胞中的氧化损伤较对照组升高,表现在胞内有较高水平的活性氧、一氧化氮、蛋白质羰基化以及丙二醛。同时这两种细胞出现线粒体功能缺陷,表现在线粒体膜电位(ΔΨm)下降,细胞色素C氧化酶(COXⅣ)活性、ATP合成、线粒体膜流动性的降低以及[Ca2+]i的升高。此外,这两种细胞系对H2O2的敏感性增加,细胞凋亡增多。ERK和JNK信号通路以及Bcl-2和Bax的比例变化可能在这一过程中起到重要作用。同时我们证明了模型细胞中氧化损伤和线粒体功能缺陷跟内源性产生的Aβ之间呈现量效依赖关系。目前γ分泌酶已经成为AD治疗的一个重要的药物靶点,但相关的机理研究还有待深入。我们使用早老素蛋白的不同突变体控制γ酶的活性,影响对APP的切割。转PS1 D385A突变的N2a/Swe.D385A细胞中,γ酶活性降低,对APP的切割减少,产生的Aβ减少,细胞的氧化损伤程度较低,线粒体功能正常,同时具有较强的抗氧化和抗凋亡能力。而转PS1ΔE9突变的N2a/Swe.ΔE9细胞系中,γ酶活性异常增加,对APP的切割增多,产生的Aβ增多,细胞的氧化损伤程度较高,线粒体功能紊乱,细胞抗氧化和抗凋亡能力较弱。结果为以γ分泌酶为靶点的AD临床治疗提供了进一步的依据。此外,我们研究了APP的异常剪切对其促细胞黏附和细胞迁移能力的影响。结果显示N2a/APP695细胞的细胞形态、细胞骨架与N2a/Wt细胞显著不同,细胞的粘附、迁移能力显著优于对照组;而N2a/Swe.ΔE9细胞的迁移和黏附能力明显弱于N2a/Swe.D385A细胞。这可能跟SAPPα或者Aβ的生成量有关系。GSK 3β和FAK可能在这一过程中起到重要作用。