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24-脱氢胆固醇还原酶(DHCR24)是催化胆固醇合成最后一步催化胆甾醇(Desmosterol)合成胆固醇的酶,同时也具有抗细胞凋亡的作用。研究发现在阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者受损的大脑中DHCR24mRNA的表达发生了明显下降。另外,神经细胞中富含胆固醇的细胞窖对于维持神经细胞存活的胰岛素信号通路的正常发挥具有关键作用。3β-3-[2-(diethylamino)ethoxy]androst-5-en-17-one dihydrochloride(U18666A)是 DHCR24 的有效抑制剂。本课题通过构建U18666A诱导的大鼠类AD模型,考察DHCR24是否在动物水平上通过合成胆固醇来维持细胞窖和胰岛素信号通路的正常功能来发挥神经系统的保护作用;同时用分子模拟的方法系统考察U18666A与DHCR24相互作用的分子机制。在预实验中,我们首先用美蓝染色验证了大鼠侧脑室注射的三维坐标,然后对不同剂量U18666A的作用进行了摸索,发现U18666A在高剂量时对神经细胞生存通路关键成分之一蛋白激酶B(AKT)蛋白的活性激活有显著的抑制效果。在正式实验中,我们将动物分为对照组、药物组、水迷宫组,设置不同时间点处死,取脑组织进行冷冻或者制作石蜡切片,并对部分组别大鼠进行了定位航行和空间探索的行为学研究。高效液相色谱分析的结果证明,U18666A的注射使脑内颞叶的胆固醇含量与对照组相比有明显下降,同时伴随胆固醇前体物质胆甾醇的蓄积。Western Blot和免疫荧光的方法对大鼠脑组织的颞叶部分的研究结果表明,注射U18666A对AKT存活信号通路有明显的抑制效果。水迷宫实验结果显示,注射U18666A的大鼠在行为学上表现出一定的记忆功能障碍,显示出一定的类阿尔茨海默病趋势。同时本研究也利用分子对接和分子动力学模拟的方法系统地考察U18666A与DHCR24的相互作用,结果显示U18666A与DHCR24谷氨酸残基附近的特定位点相结合,分子动力学模拟结果显示抑制剂的加入对底物与辅基以及底物与DHCR24之间的结合均有显著性影响。与此一致,结合自由能的计算结果也证明,在添加了抑制剂后,底物Desmosterol与酶DHCR24之间的结合自由能(绝对值)出现了明显的降低。这些模拟结果暗示加入抑制剂U18666A之后,底物与酶关键催化位点在空间距离和能量结合两方面均表现出了明显的不适宜。总之,本研究首次建立了以脑内胆固醇减少为病因的类阿尔茨海默病大鼠模型,并在动物水平首次揭示了DHCR24很可能是通过合成胆固醇来维持细胞窖和胰岛素信号通路的正常功能来发挥神经系统的保护作用。