[背景]阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是一种常见的、进行性发展的致死性神经退行性疾病,其主要病理学特征是脑内神经元细胞内的神经原纤维缠结(NFTs)和细胞外的老年斑(SPs)的形成。NFTs的主要成分是过度磷酸化的Tau。异常磷酸化的Tau丧失促微管组装和稳定微管的功能,并聚集成为成对螺旋丝(PHF),最终导致NFTs的形成、突触的退变和神经元的丢失,在AD的病程发生、发展中起了关键作用。鸟嘌呤核苷酸交换蛋白(EPAC)作为cAMP直接激活的下游蛋白,在生物进程调节中发挥着重要作用。EPAC1/2敲除小鼠表现出学习记忆和社会交往的障碍,且EPAC2亚型在AD患者脑中]nRNA水平表达下降,提示EPAC2下调参与AD的病程调节。然而EPAC2信号如何调节体内相关通路,从而影响学习记忆尚不清楚。[目的]探讨EPAC2调节的信号通路对Tau蛋白异常过度磷酸化的调控机制；探究如何逆转EPAC2下调后带来的学习记忆障碍。[方法]在探讨EPAC2信号通路对Tau蛋白异常过度磷酸化调控机制的研究中,我们应用了EPAC2-/-转基因小鼠和si-EPAC2质粒,应用免疫印迹实验在整体水平和细胞水平分别检测Tau蛋白磷酸化相关抗体的表达,并分离出可溶性和不可溶蛋白组分对Tau蛋白的溶解性进行探讨。为了验证是否有Tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结,我们进行了Bielschowsky银染。为了探究造成上述结果的机制,我们应用免疫印迹反应筛选了一系列与Tau蛋白磷酸化相关的激酶酯酶,发现调节Tau蛋白磷酸化关键的激酶CDK5被激活,再根据文献研究找到CDK5上游因子Calpain并进行活性检测。为了解释EPAC2下调与Calpain的关联性,应用ELISA从多个免疫因子中最终筛选出TGFβ1这个EPAC2和Calpain的中间连接因子。为了逆转EPAC2下调带来的Tau病变,我们应用了Calpain抑制剂Calpain inhibitorⅣ和CDK5抑制剂Roscovitine脑立体定位注射到EPAC2-/-小鼠侧脑室,用免疫印迹检测是否对EPAC2下调导致的Tau过度磷酸化有修复作用。[结果]1、EPAC2下调导致Tau蛋白过度磷酸化,不可溶Tau蛋白增加、神经纤维缠结形成等Tau病变。为了探讨EPAC2下调对Tau蛋白的影响,我们首先应用EPAC2-/-转基因小鼠和si-EPAC2质粒在动物和细胞水平造成EPAC2下调的环境,再取样分析Tau蛋白的磷酸化程度。结果显示从6月龄开始,EPAC2下调后Tau蛋白磷酸化水平增加,pT205、 pT231、pS396、pS4O4位点的磷酸化程度也增加。随后我们把6月龄EPAC2+/+和EPAC2-/-小鼠脑组织样品分为可溶组分和不可溶组分,发现EPAC2-/-、鼠的Tau蛋白在不可溶组分中明显增加。Bielschowsky银染显示,EPAC2-/-小鼠脑内9月龄时即出现明显Tau过度磷酸化形成的神经纤维缠结。2、EPAC2下调通过激活CDK5影响Tau蛋白磷酸化调节。Tau蛋白磷酸化是相关激酶酯酶调节失衡的结果,为了找出在EPAC2下调体系中影响Tau蛋白磷酸化的关键因子,我们对相关激酶酯酶进行了筛查,最后发现CDK5在EPAC2下调后活性成分表达明显增加,下调CDK5可逆转EPAC2下调引起的Tau蛋白过度磷酸化。3. EPAC2下调通过激活Calpain活化CDK5。Calpain是调节CDK5活性主要因子,检测显示EPAC2-/-小鼠Calpain活性明显高于EPAC2+/+小鼠。在EPAC2-/-小鼠体内下调Calpain后CDK5活性降低,Tau磷酸化病变得到逆转。4、EPAC2下调激活TGF-β1/Calpain/CDK5通路影响Tau蛋白磷酸化调节。经验证,EPAC2对Calpain. CDK5的激活不是通过传统的Ca2+活化造成的,为了找到EPAC2对CDK5的调节作用,我们筛选出TGF-β1这个炎症因子,进一步通过TGF-β1/Calpain/CDK5通路进行研究。[结论]1、EPAC2下调导致Tau蛋白过度磷酸化,不可溶Tau蛋白增加、神经纤维缠结形成等Tau病变。2、EPAC2下调通过激活CDK5影响Tau蛋白磷酸化调节。3、EPAC2下调通过激活Calpain活化CDK5。4、EPAC2下调激活TGF-β1/Calpain/CDK5通路影响Tau蛋白磷酸化调节。