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研究目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disaese,AD)是老年期最常见的痴呆类型,可分为早发性阿尔茨海默病(early-onset Alzheimer’s disease,EOAD)和晚发性阿尔茨海默病(late-onset Alzheimer’s disease,LOAD)。早发性阿尔茨海默病(EOAD)呈常染色体显性遗传,较为常见的病因是淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)基因、早老素-1(presenilin-1,PSEN-1)基因以及早老素-2(presenilin-2,PSEN-2)基因突变,其中,PSEN-1基因突变是早发性阿尔茨海默病最常见的病因。β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ42和Aβ40)异常聚集形成的老年斑(senile plaques,SPs)是阿尔茨海默病的主要病理学特征。微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一类内源性非编码小RNA,主要负责调控转录后水平的基因表达,是神经元网络功能和神经元存活所必需的。近期研究认为多种miRNAs参与阿尔茨海默病的病理过程,其中,microRNA-34a(miRNA-34a,miR-34a)在阿尔茨海默病中高表达。Notch信号通路是参与发育和成年时特定脑区神经干细胞行为的主要调节因子之一,在进化上高度保守,并参与AD的发病过程。凋亡也认为与阿尔茨海默病的潜在机制密切相关。我们的目的是研究miRNA-34a对PSEN-1突变的EOAD细胞模型的凋亡以及Notch信号通路的影响。研究方法:我们分别将携带有阴性空载的慢病毒(negative no-load control,NC)、野生型PSEN-1的慢病毒(wild-type,WT)以及突变型PSEN-1 p.Met139Ile(c.417G>C)的慢病毒(mutant-type,MT)转染至人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞),实验分组为正常(N)组、阴性对照(NC)组、野生型PSEN-1(WT)组、突变型PSEN-1(MT)组。其中,携带有致病性突变型PSEN-1基因的慢病毒所感染的SH-SY5Y细胞(MT)组即为我们所要构建的EOAD细胞模型。同时,经基因测序证实在MT组中的PSEN-1基因的第417位点发生了G→C的突变。分别应用qRT-PCR和Western blot方法检测各组SH-SY5Y细胞中PSEN-1,APP,Jagged1/NOTCH-1/Hes1的mRNA和蛋白的表达水平,ELISA方法检测Aβ42/Aβ40的表达。qRT-PCR方法检测miR-34a的表达,通过生物信息学分析预测miR-34a的靶基因,并应用双荧光素酶报告基因检测进行证实。在EOAD细胞模型(MT组)中分别转染miR-34a mimics、miR-34a inhibitors和阴性对照来调控miR-34a的表达水平,并通过qRT-PCR验证miR-34a转染效果。ELISA法检测转染miR-34a后EOAD细胞模型中Aβ42/Aβ40表达。通过qRT-PCR和Western blot方法分别检测各组细胞中Jagged1/NOTCH-1/Hes1的表达变化。MTT比色法检测各组细胞的存活率,Western blot检测各组细胞中凋亡蛋白Cleaved Caspase-3的表达。研究结果:与正常(N)组、阴性对照(NC)组、野生型PSEN-1(WT)组比较,突变型PSEN-1(MT)组的PSEN-1、APP、Aβ42/Aβ40和miR-34a的表达升高,NOTCH-1表达下调,而Notch信号通路中的Jagged1和Hes1表达上调。双荧光素酶报告基因检测证实NOTCH-1是miR-34a的靶基因。在突变型PSEN-1(MT)组细胞中上调miR-34a的表达,显示NOTCH-1蛋白的表达下降,Jagged1、Hes1的表达升高,Aβ42/Aβ40的表达增加,细胞增殖减少,凋亡蛋白Cleaved Caspase-3表达升高,提示细胞凋亡率增加;而下调miR-34a观察到相反趋势。结论及意义:我们的研究结果表明,在EOAD细胞模型中,miR-34a通过靶向调节Notch信号通路增加了淀粉样蛋白的沉积和细胞的凋亡。