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研究背景和目的:已有的研究表明,可溶性和纤维性β-淀粉样蛋白(β-amyloid peptide,Aβ)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发病过程中均发挥着至关重要的作用,如何有效地抑制其神经毒性作用已经成为AD治疗的关键问题。Humanin及其衍生物S14G-Humanin(HNG)的发现,为开发AD治疗药物带来了新的希望,但迄今为止,对于其在Aβ所致神经功能损害中的治疗作用及相关机制仍然缺乏深入的研究。本项课题(1)应用小鼠海马脑片,首次从突触可塑性的角度,探讨HNG拮抗Aβ神经毒性的作用及其相关机制;(2)应用转基因AD动物模型(APP/PS-1小鼠),进一步深入探讨HNG在AD病程进展中的治疗作用及其相关机制;为Humanin及其衍生物未来的临床应用提供可靠的实验依据和理论基础。研究方法:1.以小鼠海马脑片为研究对象,应用神经电生理技术、免疫组织化学方法和Western blot方法,探讨HNG对于可溶性Aβ所致突触可塑性损害的治疗作用及其相关机制。2.以转基因AD动物模型(APP/PS-1小鼠)为研究对象,应用多种行为学研究方法、免疫组织化学方法和荧光染色方法,探讨HNG对于AD转基因小鼠行为学障碍的治疗作用及其相关机制。研究结果:1.正常对照组、Aβ25-35组、HNG组和Aβ25-35+不同浓度HNG组,随着刺激强度的增加,海马CA1区兴奋性突触后电位(EPSP)波幅和斜率均逐渐增加,在相同刺激强度条件下各个处理组产生的EPSP斜率没有统计学差异(P>0.05)。2.与正常对照组相比,Aβ25-35组明显抑制海马CA1区早期长时程增强(E-LTP)和晚期长时程增强(L-LTP)的产生(P<0.001),而HNG并不影响海马CA1区E-LTP和L-LTP的产生(P>0.05)。3.使用不同浓度的HNG(100nM、200nM和400nM)可以不同程度地改善Aβ25-35对海马CA1区E-LTP和L-LTP的抑制作用。与Aβ25-35组相比,HNG 100nM组可以增加E-LTP和L-LTP的产生但并无统计学差异(P>0.05),HNG 200nM组可以明显改善E-LTP和L-LTP的产生(P<0.05),而HNG 400nM组则可以完全逆转Aβ对E-LTP和L-LTP的抑制作用(P<0.001)。4.在E-LTP中,正常对照组、HNG组、Aβ25-35组和Aβ25-35+ HNG组海马CA1区p-CREB(Ser133)的含量没有明显改变(P>0.05)。在L-LTP中,与正常对照组和HNG组相比,Aβ25-35组海马CA1区p-CREB(Ser133)的含量明显减少(P<0.001);而与Aβ25-35组相比,Aβ25-35+ HNG组海马CA1区p-CREB(Ser133)的含量明显增加(P<0.001)。5.在Morris水迷宫实验中,与APP/PS-1+生理盐水治疗组相比,APP/PS-1+HNG治疗组能够明显缩短定向航行实验中小鼠找到平台的潜伏期,并明显增加空间探索实验中小鼠在目标象限出现的时间(P<0.05)。在被动回避实验中,与APP/PS-1+生理盐水治疗组相比,APP/PS-1+HNG治疗组能够明显延长小鼠电击刺激后自明箱进入暗箱的潜伏期(P<0.05)。在主动回避实验中,与APP/PS-1+生理盐水治疗组相比,APP/PS-1+HNG治疗组能够明显增加记忆获取实验和记忆保持实验中小鼠的主动回避次数(P<0.05)。6.与APP/PS-1+生理盐水治疗组海马和大脑皮层Aβ斑块面积相比,APP/PS-1+HNG治疗组海马和大脑皮层Aβ斑块面积没有统计学差异(P>0.05)。与APP/PS-1+生理盐水治疗组海马和大脑皮层纤维性Aβ斑块面积相比,APP/PS-1+HNG治疗组海马和大脑皮层纤维性Aβ斑块面积显著减少(P<0.001)。研究结论:1.低浓度的可溶性Aβ通过抑制小鼠海马CA1区E-LTP和L-LTP的产生损害突触可塑性。2.HNG能够改善可溶性Aβ对于海马CA1区E-LTP和L-LTP的抑制作用,保护突触可塑性,两者之间存在剂量依赖关系。3.可溶性Aβ对海马CA1区E-LTP的抑制效应及HNG相应的保护作用与p-CREB(Ser133)无关。4.可溶性Aβ通过减少海马CA1区p-CREB(Ser133)的表达,抑制L-LTP的产生;HNG可以增加p-CREB(Ser133)的含量,改善可溶性Aβ对于海马CA1区L-LTP的抑制作用,发挥突触可塑性保护功能。5.HNG可以改善APP/PS-1转基因小鼠空间学习记忆功能、伤害性刺激记忆功能和条件反射性学习记忆功能。6.HNG不影响APP/PS-1小鼠海马和大脑皮层Aβ的数量,但可以抑制纤维性Aβ斑块的形成和沉积。