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阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种与年龄相关的,以记忆衰退和认知障碍为主要症状的神经退行性疾病。其主要病理学特征是β-淀粉样蛋白（Amyloid-β,Aβ）沉积,神经纤维缠结以及进行性突触、神经元丢失。AD的发病机制尚未被完全阐明,近年来的研究发现,线粒体功能障碍在AD的发病机制中起着关键作用。线粒体作为一种高度动态的细胞器,处于一种连续不断的融合和分裂的动态过程。线粒体动力学对于维护线粒体形态、运输及功能至关重要。越来越多的研究表明AD的发生与神经元线粒体动力学异常—融合、分裂失衡密切相关。过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α（Peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α）作为线粒体的重要调控因子具有神经保护作用。然而PGC-1α是否参与了AD的发生?PGC-1α能否通过调控线粒体动力学改善AD的发生?截止至目前,国内外鲜有报道。PGC-1α改善AD的分子机制有待进一步研究。研究目的（1）检测PGC-1α与AD发生的相关性;（2）验证PGC-1α过表达能否改善AD的病理学特征和行为学异常;（3）探究PGC-1α能否通过调控线粒体动力学改善AD的发生。研究方法（1）检测PGC-1α与AD发生的相关性（1）临床标本:通过免疫荧光技术检测AD患者皮层脑组织切片Aβ沉积和PGC-1α的表达情况。（2）AD体内模型:引入六月龄APP/PS1小鼠作为AD体内模型,通过免疫荧光技术检测其大脑顶叶皮层（parietal cortex,PC）Aβ蛋白表达情况,验证模型的有效性。尼氏染色评价小鼠PC神经元的凋亡情况。免疫荧光技术检测小鼠PC的PGC-1α的表达,验证AD与PGC-1α的相关性。通过免疫组化技术检测小鼠PC神经元线粒体融合蛋白、分裂蛋白的表达,利用透射电镜观察PC神经元线粒体的形态,评价AD体内模型的线粒体动力学。（3）体外模型:N2a细胞系转染APPswe质粒构建AD体外模型。通过Western Blotting技术对质粒过表达进行验证。Western Blotting检测凋亡相关蛋白的表达,流式细胞术检测凋亡参数,以评价AD体外模型的凋亡情况。Western Blotting检测PGC-1α表达,验证AD与PGC-1α的相关性。利用Western Blotting技术检测细胞内线粒体融合蛋白、分裂蛋白的表达情况,评价AD发生时线粒体动力学的改变。激光共聚焦显微镜观察Mito-Tracker探针标记后的线粒体,观察AD发生时线粒体在神经元的分布。JC-1荧光探针标记线粒体,荧光显微镜下观察JC-1聚集体和JC-1单体的荧光强度;流式细胞术分选JC-1聚集体和JC-1单体,评价AD发生时线粒体的膜电势。（2）验证PGC-1α过表达能否改善AD的病理学特征和行为学异常（1）体内模型:在成功验证APP/PS1能够模拟AD的机理有效性及表观有效性的基础上,通过脑区定点微注射及AAV介导的基因转导技术诱导PGC-1α在AD小鼠的PC过表达。通过HE染色判断注射位点的准确性;利用免疫荧光技术对PGC-1α的过表达情况进行验证;利用APP/PS1+AAV-Ppargc1α小鼠,通过系列动物行为学实验,评价PGC-1α对AD样认知、记忆缺陷及感觉信息门控障碍的干预效果;利用尼氏染色和免疫荧光技术评价PGC-1α对AD病变脑区神经元凋亡及Aβ沉积的改善作用。（2）体外模型:以N2a细胞系为研究对象,脂质体法共转APPswe与p ECMV/Ppargc1α质粒。Western Blotting验证PGC-1α过表达情况;流式细胞术检测细胞凋亡参数,Western Blotting检测凋亡相关蛋白的表达,继而评价PGC-1α对AD神经元凋亡的抑制作用。（3）探究PGC-1α能否通过调控线粒体动力学改善AD的发生（1）体内模型:利用免疫组化技术检测PGC-1α对AD小鼠PC神经元线粒体融合、分裂蛋白表达的影响,利用电镜观察PC神经元的线粒体形态。验证PGC-1α对AD神经元线粒体动力学的调控。（2）AD体外模型:利用Western Blotting技术检测PGC-1α对AD细胞模型中线粒体融合、分裂蛋白表达的干预。Mito-Tracker探针标记线粒体,激光共聚焦观察PGC-1α对AD细胞模型中线粒体分布的影响。JC-1荧光探针标记线粒体,荧光显微镜下观察JC-1聚集体和JC-1单体的荧光强度;流式细胞术分选JC-1聚集体和单体,评价PGC-1α对AD细胞模型中线粒体膜电势的改善情况。研究结果（1）AD患者大脑皮层Aβ沉积的增加,伴随着PGC-1α表达量的明显减少,在临床样本中验证了AD与PGC-1α的相关性。6月龄的APP/PS1小鼠大脑PC中Aβ沉积显著,神经元凋亡明显增加。AD体外模型BAX的表达升高,Bcl-2的表达下降,细胞凋亡率增加。AD体内、外模型均显示AD发生时:（1）PGC-1α表达降低;（2）神经元的线粒体融合蛋白表达下调,分裂蛋白表达上调;（3）PC神经元线粒体形态明显异常—线粒体膜破裂,嵴断裂甚至消失;（4）线粒体在细胞中分布明显异常—胞体分布增加,轴突分布减少;（5）线粒体膜电势降低。这些结果验证了AD的发生伴随着神经元线粒体融合分裂的失衡,分布异常以及膜电势的下降,而AD线粒体动力学异常及膜电势的下降与PGC-1α的表达呈负相关。（2）PGC-1α过表达后能够改善AD小鼠认知、记忆缺陷及感觉信息门控障碍,减少APP/PS1小鼠大脑PC神经元的凋亡,降低Aβ的沉积。PGC-1α过表达能够增加AD细胞BAX的表达,降低Bcl-2的表达,抑制AD细胞凋亡率。这些结果表明了PGC-1α通过抑制AD神经元凋亡及病理学反常继而改善了AD样行为学异常。（3）PGC-1α促进AD神经元线粒体融合蛋白表达上调,分裂蛋白表达下调,改善APP/PS1小鼠大脑PC中神经元线粒体形态异常。PGC-1α改善了AD细胞线粒体的分布异常,提高了线粒体的膜电势。当前的结果阐明了PGC-1α改善AD的分子机制可能是通过增加线粒体的融合、抑制线粒体的分裂,增加神经元轴突线粒体的分布,提高线粒体的膜电势而实现的。研究结论AD发生时线粒体形态、动力及功能的异常伴随着PGC-1α表达的下调。PGC-1α通过调控线粒体动力学异常,改善了AD发生时的神经元凋亡、病理学反常和行为学异常。PGC-1α对线粒体动力学的调控给阿尔茨海默病的机制研究及靶向药物的研发提供了新思路。