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目的:雌激素在阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)中发挥保护作用,但绝经晚期开始的雌激素替代疗法(Estrogen replacement therapy,ERT)是无效的。本研究采用丙戊酸钠(Valproic acid,VPA)联合雌激素处理绝经晚期APP/PS1双转基因小鼠,观察脑内老年斑、Tau蛋白、神经元和突触的变化情况并探讨其潜在机制。本研究结果将为研制预防及治疗AD的多靶向药物提供实验依据,并且为实施性别差异性疾病的个体化治疗方案提供新的证据。方法:3.5月龄雌性APP/PS1双转基因小鼠30只,进行双侧卵巢切除术(Ovariectomy,OVX),一个月后随机分为6组,即:生理盐水对照组(Control;腹腔注射等量生理盐水)、VPA处理组(腹腔注射VPA 30mg/kg·d)、17-β雌二醇(17β-estradiol,E2)处理组(腹腔注射E2 2.4ug/只·d)、甘草素(Liquirtigenin,LG)处理组(灌胃LG50ug/kg·d)、VPA+E2处理组(腹腔注射VPA 30mg/kg·d;腹腔注射E2 2.4ug/只·d)以及VPA+LG处理组(腹腔注射VPA 30mg/kg·d;灌胃LG 50ug/kg·d)。连续给药4周后,采用Thioflavin S染色及免疫荧光染色观察小鼠脑内Aβ的聚集和沉积现象;高尔基染色观察小鼠脑内树突棘变化;透射电镜观察小鼠脑内突触变化;ELISA检测Aβ40和Aβ42的含量;Western Blot检测APP、PS1、BACE1、IDE、NEP等与Aβ生成和降解相关的蛋白含量,检测Tau蛋白及PHF1含量,检测成熟神经元标志物NeuN的含量,检测突触相关蛋白GAP-43和PSD-95的含量,检测信号转导通路上GSK-3β、p-GSK-3β、ERα、ERβ和SUMO1的含量。结果:1.Thioflavin S染色结果显示,所有小鼠大脑的皮质和海马等与AD相关的区域都出现绿色荧光斑块。各药物处理组的小鼠大脑中的绿色荧光的斑块数目均较对照组减少,联合药物处理组减少更加明显。免疫荧光染色结果与Thioflavin S染色一致。2.高尔基染色观察各组小鼠脑内神经元树突棘变化,发现药物处理后树突棘的密度较对照组有所上升,其中LG组上升具有统计学意义,联合药物处理组上升更为显著。3.透射电镜观察突触变化,结果显示:联合药物处理增加了突触密度,恢复突触间隙宽度,增加突触活动区长度,增加突触后致密物(postsynaptic density,PSD)厚度。4.ELISA定量检测小鼠脑内Aβ水平,结果显示:各药物处理组Aβ40的水平较对照组均有所降低,LG组、VPA+LG组及VPA+E2组下降具有统计学差异。各药物处理组Aβ42的水平较对照组减少,VPA组、LG组、VPA+LG组及VPA+E2组减少具统计学意义,联合药物处理组(VPA+LG组及VPA+E2组)Aβ42较各单独药物处理组减少更为显著。5.Western Blot实验检测结果:检测模型小鼠脑内与Aβ生成相关蛋白的表达,结果显示:各药物处理组与对照组相比淀粉样蛋白前体(Amyloid-βprotein,APP)的表达量无明显差异。各药物处理组β裂解酶(β-site APP cleavage enzyme,BACE1)、早老素1(presenilin1,PS1)较对照组均有所降低,VPA组下降无统计学差异,联合药物处理组统计学差异最显著。检测模型小鼠脑内与Aβ降解相关蛋白的表达,结果显示:各药物处理组胰岛素降解酶(insulin-degrading enzyme,IDE)的表达量均较对照组升高,VPA+LG组及VPA+E2组升高具有统计学差异;各药物处理组的中性内肽酶(neprilysin,NEP)表达量除E2组外,其余组较对照组升高并具有统计学意义。检测Tau蛋白及其异常纤维化形成的双螺旋细丝(paired helical filaments,PHFs),结果显示:各药物处理组与对照组相比Tau蛋白的表达量无显著变化;各药物处理组PHF-1较对照组均有所降低。检测成熟神经元标志物NeuN结果显示,各药物处理组中NeuN的表达均较对照组有所上升,联合药物处理组上升更为显著,是对照组的三倍。检测神经生长相关蛋白结果显示,各药物处理组与对照组相比神经生长相关蛋白(Growth associated protein,GAP-43)表达量均有所升高,联合药物处理组升高具有统计学意义。各单独药物处理组突触后致密蛋白(postsynaptic density 95,PSD-95)含量较对照组无明显差异,联合药物处理组升高具有统计学意义。ERs-SUMO1/GSK-3β通路相关蛋白检测,结果显示,各药物处理组与对照组相比ERα的表达量均有所升高,其中VPA升高没有明显差异,E2组、LG组升高较为明显,VPA+E2组及VPA+LG组显著升高。VPA+E2组、VPA+LG组较VPA组升高具有统计学意义,且VPA+LG组与LG组相比升高也具有统计学意义。各药物处理组ERβ含量较对照组均升高,但以E2组、LG组、VPA+E2组及VPA+LG组升高更为显著,联合药物处理组与单独药物处理组(VPA组、E2组及LG组)相比均明显升高。各药物处理组与对照组相比SUMO1的表达量均有所降低,其中VPA组、E2组、LG组降低有统计学意义,VPA+E2组及VPA+LG组显著降低。检测药物对GSK-3β活性影响发挥其治疗作用,各药物处理组与对照组相比GSK-3β的表达量无明显差异。各药物处理组剪切酶p-GSK-3β(ser9)含量与对照组相比升高均有统计学意义,以VPA+E2组和VPA+LG组升高更为显著。结论:1.丙戊酸钠联合雌激素处理可通过调节Aβ的生成和降解显著减少绝经晚期AD小鼠脑内Aβ的聚集和沉积。2.丙戊酸钠联合雌激素处理可显著减少绝经晚期AD小鼠脑内Tau蛋白的过度磷酸化。3.丙戊酸钠联合雌激素处理可以恢复绝经晚期AD小鼠脑内成熟神经元数目,恢复突触可塑性。4.丙戊酸钠联合雌激素处理可调节ERs-SUMO1/GSK-3β通路发挥对绝经晚期AD小鼠的保护作用。