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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)最主要的病理特征是p-淀粉样蛋白(Ap)沉积；Tau蛋白的过度磷酸化；和神经元的凋亡。而神经元最终的死亡是直接导致AD的发生。因此对AD发病过程中神经元凋亡机制的研究对预防和治疗AD具有很重要的作用。Cdk5(Cyclin dependent kinase5)是一种非典型的细胞周期依赖蛋白激酶,其激酶活性主要被大脑特异蛋白P35所激活。在AD的致病过程中,Ap的过量产生会诱导P35切割成P25,而P25可以持续过度激活Cdk5,进而引起神经元凋亡。但对于过度激活Cdk5引起神经元凋亡的机制还不是很清楚。我们对Cdk5的底物进行了筛选鉴定,CLIC4(Chloride intracellular channel4)有可能参与了Cdk5诱导神经元凋亡的调节过程。CLIC4是典型的氯离子通道蛋白,主要维持线粒体功能的稳定。CLIC4在角质细胞的线粒体和细胞质都有分布,外界应激下能够转运到核内参与凋亡的发生。而CLIC4进入细胞核的机制还不清楚,并且CLIC4在神经系统的作用研究还很缺乏。通过放射性氨基酸标记技术(SILAC)鉴定出CLIC4第108的丝氨酸可以被Cdk5磷酸化,我们推断CLIC4可能是Cdk5的一个新底物。通过免疫共沉淀技术,我们首先确定了P25/Cdk5和CLIC4具有相互作用,并且当激活Cdk5以后,内源性的CLIC4被转运到细胞核。在体外培养的原代神经元中,氧化应激或者p-淀粉样蛋白的处理诱导了Cdk5的激活,我们发现CLIC4也被转运到细胞核内。为了确定CLCI4-S108的磷酸化介导了CLIC4在细胞核内的定位,将CLIC4第108位的丝氨酸突变为天冬氨酸(D108)模拟磷酸化。在神经元和神经细胞系中,CLIC4-D108明显地在细胞核内聚集。以上结果证实了：Cdk5通过磷酸化CLIC4的108位丝氨酸介导了CLIC4细胞核地位。我们进一步研究发现核内累积的CLIC4能够激活caspase3进而诱导神经元的凋亡。在本项研究中,我们第一次鉴定出了CLIC4是Cdk5的一个全新底物,并且确定了Cdk5对CLIC4的磷酸化位点是S108。在老年痴呆等疾病发生过程中,Cdk5被过量激活进而诱导CLIC4-S108的磷酸化从而使其聚集在细胞核内而引起神经元的凋亡。我们的研究为AD等神经退行性疾病的发病过程中的神经元死亡相关机制研究开辟了新的道路。