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目的:二肽基肽酶-4抑制剂对阿尔茨海默病样神经退行性变的保护作用及其机制。方法:1)SPF级10月龄雄性野生型C57BL/6小鼠和APP/PS1/Tau三重转基因(3×Tg)小鼠随机分为野生(WT)组,转基因(Tg)组,西格列汀治疗(Tg+SIT)组和沙格列汀治疗(Tg+SAX)组,每组15只。待各组小鼠适应饲养环境后,每天分别给予西格列汀2.6 mg/kg和沙格列汀3.5 mg/kg(约260μl)灌胃,WT组和Tg组每天予以等量无菌生理盐水,持续8周。监测各组小鼠体重和血糖水平;Morris水迷宫检测小鼠空间学习记忆能力;免疫组化检测小鼠脑内Aβ42沉积;改良Bielschowsky染色检测小鼠脑组织神经原纤维缠结(NFTs)的数量;Fluoro-Jade B染色和尼氏染色标记小鼠脑组织退行性变的神经元;运用微管结合实验检测Tau与微管的结合能力,western blot和免疫荧光检测小鼠脑内GLP-1及其受体GLP-1R的表达水平、Tau蛋白和神经丝(NFs)的磷酸化和糖基化修饰水平、突触蛋白水平、胰岛素受体底物-1(IRS-1)和GLP-1下游信号通路关键酶和蛋白PI3K、Akt、GSK-3β、CREB、JNK和ERK的磷酸化水平。2)取对数生长期的人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y分为6组:wortmannin干预组(W组,0.03μmol/L wortmannin处理12 h)、DPP-4I干预组(DPP-4I组,10μmol/L DPP-4I处理12 h)、DPP-4I与wortmannin共同干预组(DPP-4I+W组,10μmol/L DPP-4I预处理2 h,0.03μmol/L wortmannin处理12 h)、DPP-4I、wortmannin及Ex9-39共同干预组(DPP-4I+W+Ex9-39组,10μmol/L Ex9-39预处理2 h,10μmol/L DPP-4I作用2 h,最后0.03μmol/Lwortmannin处理12 h)、Ex9-39干预组(Ex9-39组,10μmol/L Ex9-39处理12h)、空白对照组(CON组,含1‰DMSO的PBS处理12 h)。MTT法检测各组细胞活性的变化,Western blot法检测各组微管相关的Tau总蛋白及其不同磷酸化位点、神经丝(NFs)以及GLP-1下游信号通路PI3K-Akt-GSK-3β中关键酶的磷酸化水平。结果:1)各组小鼠体重和血糖间差异无统计学意义。与WT小鼠相比,Tg小鼠逃避潜伏期和游泳路径长度显著延长,而穿越隐匿平台次数和目标象限游泳时间明显缩短,小鼠脑内海马和皮质区GLP-1及其受体GLP-1R的表达水平下降、淀粉样蛋白Aβ42沉积、退行性变神经元和NFTs数量增加,Tau蛋白、NFs磷酸化修饰增多而糖基化修饰减少,Tau蛋白与微管结合能力减弱,脑内突触蛋白水平下降,IRS-1和PI3K、Akt、GSK-3β、CREB及ERK磷酸化修饰水平下降,JNK磷酸化修饰水平上升;Tg小鼠经西格列汀和沙格列汀处理后上述指标明显改善。2)与CON细胞相比,经wortmannin处理的细胞活力下降,Tau蛋白在丝氨酸和苏氨酸199、202、231和396位点以及NF-H/M的磷酸化水平升高,经DPP-4抑制剂处理的细胞活力上升,上述指标的磷酸化水平下降;与经wortmannin处理的细胞相比,经DPP-4抑制剂预处理的细胞活力上升,上述指标的磷酸化水平下降。与CON细胞相比,经Ex9-39处理的细胞活力下降,Tau蛋白在丝氨酸和苏氨酸199、202、231和396位点以及NFs的磷酸化水平升高;与经DPP-4抑制剂和wortmannin共同处理的细胞相比,经Ex9-39预处理的细胞活力下降,上述指标的磷酸化水平升高。与CON细胞相比,经wortmannin处理的细胞PI3K、Akt、GSK-3β磷酸化水平下降,而经DPP-4抑制剂处理的细胞PI3K、Akt、GSK-3β磷酸化水平上升;与经wortmannin处理的细胞相比,经DPP-4抑制剂预处理的细胞PI3K、Akt、GSK-3β磷酸化水平上升。结论:二肽基肽酶-4抑制剂通过提高GLP-1水平,改善脑内GLP-1信号通路和脑内糖代谢,提高AD小鼠学习记忆能力,改善神经退行性变。