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阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)是以智能衰退为主要表现的神经系统退行性疾病。AD的主要病理特征为脑内分布有由大量的β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)沉积形成的老年斑(senile plaque, SP)、神经元内高度磷酸化tau蛋白聚集形成的神经原纤维缠结(neurofibrillary tangle)、神经元营养障碍、神经元的大量丢失、突触的损害和丢失。目前AD的病因尚不清楚,但Aβ神经毒性被认为是各种因素引起AD的共同通路。本实验分别在AD转基因鼠和在脑内注入Aβ的SD大鼠动物模型上探讨Aβ对c-Fos和小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifer, sumo-1)在海马内表达的影响。主要研究结果如下：第一部分：Aβ诱导c-Fos的表达：1.免疫组织化学检测显示12月龄APPswe/PS1ΔE9 AD转基因鼠脑内有大量的β-淀粉样蛋白沉积形成的斑块。同12月龄野生型小鼠相比,Fos蛋白表达显著增加,Fos免疫阳性染色主要分布在海马CA1-4区的锥体细胞层、齿状回、丘脑、下丘脑等部位的神经元胞核内。2.SD大鼠背海马内注入不同剂量的Aβ1-40,免疫组化检测显示：在3小时2nmol组Fos蛋白被诱导表达最多,Fos阳性的神经元主要分布在海马CA3／4区的锥体细胞层、齿状回门区内和颗粒细胞层,以CA3／4区和门区内最为明显。0.02nmol和0.2nmol组在海马齿状回门区内以及颗粒细胞下层可见散在的Fos阳性细胞核染色。2nmol组Aβ1-40注射6小时后的Fos蛋白表达同生理盐水对照组无明显差异。3.SD大鼠海马内分别注射2nmol的Aβ1-28和Aβ25-35后3小时,免疫组织化学结果显示海马齿状回的颗粒细胞层下部及其门区内,以及CA3区的锥体细胞层可见Fos表达增加,但不如注入2nmol Aβ1-40组明显。Aβ25-35诱导Fos表达的效应较Aβ1-28强。4.SD大鼠侧脑室内分别注射0.02、0.2、2nmol Aβ1-40后3小时,也可见在齿状回门区内和颗粒细胞层下部以及CA3区Fos阳性染色。注射海人藻酸(Kainic Acid,KA)3小时诱导的Fos高表达,主要分布于CA区锥体细胞层和齿状回颗粒细胞层的神经元,其中CA3区表达相对较弱,6小时后Fos表达减弱。而同时注射Aβ或用γ-分泌酶抑制剂阻止Aβ形成,可影响KA诱导的Fos在海马表达的分布模式。5. SD大鼠海马内注入2nmol的Aβ1-40后观察到海马内神肽Y(neuropeptide Y, NPY)的分布减少。免疫荧光双标Fos与NPY的结果显示：Fos与NPY的有部分共存,但Aβ1-40作用后Fos染色增加,NPY染色减弱,Fos与NPY的共存细胞减少。第二部分：Aβ对脑内SUMO-1表达和分布的影响：1.免疫组织化学和Western-blot检测显示：12月龄APPswe／PS1ΔE9 AD转基因鼠脑内SUMO-1表达较同月龄的野生型小鼠增加；转基因鼠海马SUMO-1阳性染色的部位主要为神经纤维分布的部位,包括苔状纤维,齿状回的颗粒细胞层外的分子层,而颗粒细胞层和锥体细胞层的胞体部位染色浅；皮层沉积老年斑内也可见SUMO-1的免疫阳性染色。12月龄野生型鼠SUMO-1在锥体细胞层淡染,颗粒细胞层较周围分布有神经纤维的部分染色更浅。2.SD大鼠海马内注射Aβ,在不同的时间点应用ABC法检测SUMO-1表达和分布。结果显示：注入单体可溶性Aβ1-40后,SUMO-1在海马CA区锥体细胞层的表达随着时间的延长逐渐增加,在7天时表达最多；在注射纤维状Aβ1-40后注射部位附近的CA1区神经元有SUMO-1阳性染色,在7天时可以观察到在注射部位周围类似瘢痕组织的结构附近有较多的SUMO-1阳性纤维。同时也观察到在注射后的不同时间点皮层内有散在的团块状SUMO-1阳性染色。3.昆明鼠的冷水应激后观察到Aβ免疫荧光染色增强。免疫组化和Western-blot技术检测显示,在应激12小时后脑内SUMO-1表达显著增加。正常动物SUMO-1主要分布在海马锥体细胞和齿状回内颗粒细胞的胞体,但染色较淡；在应激后海马脑片SUMO-1染色显著加深,免疫阳性物质主要分布在海马齿状回分子层、苔状纤维以及CA区放射层的区域。综上所述,AD转基因动物海马内有c-fos和SUMO-1表达增加；不同浓度和肽段的Aβ短时间内可以诱导海马Fos表达增加并显示不同的分布模式,Aβ还可诱导NPY表达减少；Aβ可长时程诱导SUMO-1表达的改变。应激后脑内的有Aβ生成增加和SUMO-1表达增加,SUMO-1分布模式类似AD转基因动物。