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背景：神经炎症在阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease, AD)及其他tau蛋白病的病理进程中发挥着基础性的作用。在AD脑的病理易损区域明显存在着炎症反应,这种炎症过程是由小胶质细胞所介导的,小胶质细胞是脑内的免疫效应细胞,它是大脑固有免疫系统的组成部分。tau蛋白异常可以引起神经退行性疾病,在转人突变型tau蛋白的转基因小鼠中发现小胶质细胞的激活与tau蛋白的沉积是相关联的,在转人错误折叠的截短tau蛋白的转基因鼠中也发现小胶质细胞被激活。尽管现在已经有人tau蛋白模式转基因鼠,但tau蛋白的细胞毒性作用及其机制却不清楚。在本实验中,我们研究了人tau蛋白的一种亚型,人最长tau亚型tau40(human tau40, htau40)的局部表达是否能诱导发生神经炎症反应以及这种炎症反应的机制,我们利用表达人tau40蛋白的腺相关病毒为载体,使小鼠脑内局部区域感染人tau40病毒,从而观察人tau40蛋白对神经元的毒性作用,并探讨了这种毒性作用与神经炎症之间的关系。目的：研究htau40的毒性作用与神经炎症之间的关系。方法：采用脑立体定位注射技术使小鼠海马齿状回区(dentate gyrus, DG),纹状体(striatum)和内嗅皮层(entorhinal cortex, EC)感染AAV-ctrl或AAV-htau40病毒；用激光共聚焦显微镜观察AAV-htau40对神经突(neurite)的损伤；采用taul与微管相关蛋白2(microtubule associated protein2, MAP2)抗体确定神经突的损伤存在于树突还是轴突;采用CD68(cluster of differentiation68)抗体与胶质原纤维酸性蛋白(glial fibrillaryacidic protein, GFAP)抗体检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活情况；采用taul及pS396抗体检测htau40感染区域tau蛋白的磷酸化情况；采用高尔基染色检测树突棘的形态数量的改变；采用离体脑片电生理技术检测长时程增强(long-term potentiation, LTP)的改变；采用水迷宫以及条件恐惧实验检测小鼠的学习记忆能力的改变；采用transwell以及划痕实验检测N2a/wt转htau40细胞的培养基对小胶质细胞迁移能力的影响；采用ELISA技术检测N2a/wt转htau40质粒之后以及原代皮质神经元感染／AAV-htau40之后炎症相关分子的水平的改变；结果：(1) AAV-htau40的感染可以引起神经突的损伤,且这种损伤存在于轴突当中；(2)AAV-htau40的感染显著激活了小胶质细胞以及星形胶质细胞；(3)AAV-htau40的感染损伤了树突棘的正常形态以及数量,减弱了神经元的突触可塑性；(4)AAV-htau40的感染增强了tau蛋白的磷酸化；(5) htau40造成树突棘的损伤以及LTP的抑制。(6) AAV-htau40造成动物行为学上的渐进性损伤；(7) htau40的条件培养基在体外可以促进小胶质细胞的迁移能力；(8) htau40损伤的神经元可能通过释放趋化因子CX3C配体1(Chemokine (C-X3-C motif) ligand1, CX3CL1),肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-a, TNF-a)以及白介素-6(Interleukin6, IL-6)等来激活神经胶质细胞；(9)免疫抑制剂FK506能够减弱由AAV-htau40感染造成的小胶质细胞与星形胶质细胞的激活。结论：(1)炎症过程参与了htau40的毒性作用；(2) htau40的毒性作用是由小胶质细胞介导的；(3)小胶质细胞、星形胶质细胞的激活以及轴突的退化,突触的损伤是htau40病理的早期事件。我们实验室的研究发现,磷酸酪氨酰磷酸酶激酶(Phosphotyrosyl phosphatase activator, PTPA)的蛋白水平在阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease, AD)病人脑内以及AD转基因鼠脑内下降。本研究中,我们探讨了PTPA的下调是否会影响细胞的存活及其相关的机制。我们发现PTPA可定位于线粒体膜上,在HEK293和N2a细胞系中下调PTPA引起凋亡。PTPA下调可降低线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, MMP),诱导Bax转位到线粒体膜上,诱导细胞色素C释放到胞浆中,激活caspase-3从而引发PARP的剪切,且引起Bcl-2和Bcl-xl蛋白水平的下降。过表达PP2A催化亚基(PP2A catalytic subunit, PP2AC)并不能逆转由下调PTPA诱导的凋亡,下调PTPA不影响MAPKs激酶的磷酸化水平,表明PP2A以及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPKs)并没有参与到下调PTPA诱导的凋亡中。在过表达tau的细胞中,下调PTPA可抑制PP2A活性,从而诱导tau蛋白的过度磷酸化,但并不引起细胞的凋亡,这些数据表明下调PTPA可以通过线粒体途径诱导细胞的凋亡,但tau的过度磷酸化可以逆转由PTPA诱导的凋亡。