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目的:阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）已经成为世界上导致痴呆最常见的原因之一,疾病发病率呈逐年上升。AD的主要病理特征为:患者脑内β淀粉样蛋白（Amyloidβ-peptide,Aβ）的沉积和细胞碎片形成老年斑块;tau蛋白过度磷酸化形成神经元纤维缠结（Neurofibrillary tangles,NFTs）以及大量神经元的死亡。目前对于AD的发病机制的研究尚未完全的明确。近年来,有研究显示,脑内铁增高以及铁代谢调控的紊乱可能在AD发病过程中发挥重要的作用。铁含量的增加可形成大量活性氧（Reactive oxygen species,ROS）,这些活性氧会损伤包括蛋白质、DNA等在内的细胞大分子物质。铁死亡是在2012年发现的一种新型细胞死亡模式。AD患者脑切片显示,铁在Aβ形成的老年斑及其周围的细胞中分布显著增多,暗示AD患者脑中出现铁的沉积和以及铁稳态的破坏。脑组织中的铁水平在神经系统退行性疾病发病过程中会逐渐升高,这可能会介导细胞铁死亡。因此,靶向降低脑内铁水平,调节氧化应激反应,降低铁死亡有望成为治疗AD的新手段。当机体出现氧化应激反应时,机体会产生谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4,GPX4）等物质启动抗氧化防御机制来防止这种损害。GPX4也被看作是铁死亡的核心组成部分。已有研究表明,在神经退行性疾病中GPX4的缺失可以导致海马神经元与星形胶质细胞减少。而促进GPX4的表达可以显著缓解大鼠帕金森症状。GPX4还能在谷胱甘肽依赖的反应中催化脂质过氧化物的还原,可以防止铁死亡。因此,GPX4可以作为抑制细胞铁死亡的重要靶点,值得我们进一步的研究。过氧化物酶体增殖物激活受体α（Peroxisome proliferators-activated receptorα,PPARα）属于核受体超家族,是一种由配体激活的核转录因子。研究指出,PPARα通过控制钙离子内流,参与编码海马相关蛋白的表达,进而参与突触可塑性的调节。PPARα表达下调可能降低机体的抗氧化和抗炎症反应能力。暗示,PPARα可能是治疗阿尔茨海默病的一个重要靶点。NF-E2相关因子2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2）是体内抗氧化应激防御系统中最重要的一种转录因子。当机体产生强烈的氧化应激损伤时,Nrf2会细胞质中与Keap1相互分离转移至细胞核内,结合抗氧化反应元件,从而激活抗氧化基因HO-1的表达。激活Nrf2/HO-1信号通路,可以通过调节α-突触核蛋白的积聚、神经炎症和凋亡细胞来消除退行性神经疾病中的细胞毒性。研究拟选用APP/PS1小鼠实验和细胞实验,观察PPARα激动剂对铁死亡的作用及其与Nrf2/HO-1信号通路的关系。研究方法:1、PPARα激动剂改善APP/PS1小鼠脑损伤减轻铁死亡:取WT小鼠和APP/PS1转基因小鼠。实验分组:WT组、WT+PPARα激动剂组、APP/PS1组和APP/PS1+PPARα激动剂组。本研究采用免疫组织化学染色检测各组小鼠脑内Aβ的积聚情况;采用水迷宫实验检测小鼠的认知能力;免疫荧光实验检测Iba-1和BDNF的表达情况;TUNEL法检测了各组神经元的凋亡水平;Western Blot检测凋亡相关的标志物Caspase3、Bcl-2和Bax的表达;ELISA检测IL-1β,TNF-α和IL-6等炎症性细胞因子的表达情况。Western Blot检测FPN1、DMT1、Ferritin等铁调节蛋白的表达情况。2、PPARα激动剂靶向调控GPX4抑制APP/PS1小鼠氧化应激及铁死亡。实验分组:WT组、WT+PPARα激动剂组、APP/PS1组和APP/PS1+PPARα激动剂组。首先应用ROS探针检测细胞内活性氧的表达水平以及代表内源性脂质过氧化产物MDA和4-HNE的含量;其次,检测各组中GPX4的表达;最后应用生信分析、荧光素酶报告和染色质免疫共沉淀等方法检验PPARα是否可以作为上游分子促进GPX4的转录及表达。3、PPARα激动剂通过GPX4激活Nrf2/HO-1信号通路改善铁死亡调控铁摄取。实验分组1:WT组、WT+PPARα激动剂组、APP/PS1组和APP/PS1+PPARα激动剂组;实验分组2:转空载质粒neo的SH-SY5Y细胞为对照组（control组）、过表达APPsw的SH-SY5Y细胞为APP组、APP细胞+PPARα激动剂为PPARα组、APP细胞+PPARα激动剂+GPX4抑制剂为GPX4组。首先采用Western Blot检测野生型小鼠与APP小鼠脑中HO-1、Nrf2、Trx-1的表达水平。其次利用PPARα激动剂和GPX4抑制剂处理不同实验组的细胞,研究其对细胞活力、细胞凋亡、Aβ1-42、ROS的表达情况;检测各组细胞中HO-1、Nrf2、Trx-1及对铁的摄取和与铁代谢的相关蛋白的水平。结果:1、免疫组织化学结果显示,在WT小鼠的大脑中未检测到老年斑,并且在APP/PS1小鼠大脑皮层和海马中发现了大量含有Aβ的老年斑,而GW7647处理可减少小鼠老年斑的大小和数量;与WT小鼠相比,APP/PS1小鼠的逃避潜伏期显著增加,跨平台数目明显减少（P<0.05）。GW7647处理后可以显著缩短APP/PS1小鼠的逃避潜伏期,增加跨越平台的次数（P<0.05）,但是,各组之间的游泳速度没有明显变化;与WT小鼠相比,APP/PS1小鼠的IL-1β,TNF-α和IL-6水平明显升高,Iba-1表达明显升高,海马和大脑皮层神经元的凋亡明显增加,Caspase3和Bax的表达水平明显上调,Bcl-2的水平明显下调,BDNF表达明显降低,FPN1表达显着降低,DMT1和Ferritin的表达显着增加（P<0.05）。经GW7647处理后,可见APP/PS1小鼠IL-1β,TNF-α和IL-6的表达显著下降,Iba-1表达显着降低,海马和大脑皮层神经元的凋亡减少,Caspase3和Bax的表达降低,Bcl-2的表达升高,BDNF表达升高,FPN1表达升高,DMT1和Ferritin的表达降低（P<0.05）。以上结果提示,AD模型小鼠脑内发生了铁代谢异常,这种代谢的异样与AD的发生和发展密切相关。2、与WT小鼠相比,可见APP/PS1小鼠中的ROS表达显著升高,MDA、4-HNE表达显着增加,GPX4表达下调（P<0.05）。但经GW7647处理后,可见ROS表达下降,MDA、4-HNE表达显着减少,GPX4表达升高（P<0.05）。生信分析结果显示,在GPX4启动子上存在PPARα结合序列（PPRE）。根据这段序列构建包含结合位点序列或结合位点突变的荧光素酶报告基因质粒,结果显示,GW7647处理显著增加GPX4-WT荧光素酶活性,而GPX4-MUT在GW7647处理后应该素酶活性无显著变化。GW7647处理显著增加APP/PS1小鼠GPX4启动子PPARα富集水平（P<0.05）。以上结果提示激活PPARα相关蛋白能够显著抑制ROS过量表达和脂质过氧化引起的氧化应激损伤,其机制与PPARα能够结合GPX4启动子调控GPX4转录,促进GPX4的表达有关。3、与WT小鼠相比,APP/PS1小鼠脑组织中的HO-1、Nrf2、Trx-1蛋白的表达降低（P<0.05）。与Neo/SH-SY5Y细胞相比,APPsw/SH-SY5Y细胞活性显著降低,凋亡率显著增加,Aβ1-42的表达水平明显增加,ROS的表达明显增强（P<0.05）,HO-1、Nrf2、Trx-1蛋白表达下降(（P<0.05）,摄铁能力显著增加,Ferritin、DMT1的表达明显升高,FPN1的表达显著下降(（P<0.05）。结论:PPARα激动剂能够Nrf2/HO-1信号通路抑制氧化应激,缓解铁死亡,其作用机制与激活GPX4分子有关相关。