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目的研究在中国人家族性阿尔茨海默病(familialAlzheimersdisease，FAD)两个家系中发现的早老素-1(presenilin-1，PS1)基因V97L和A136G突变的病理功能。构建人野生型和突变型PS1的真核表达载体，建立稳定转染PS1的细胞模型，分别从对神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞Aβ42产生、tau蛋白磷酸化及细胞凋亡的影响三方面来探讨此两个突变基因的病理功能，以进一步理解不同种族、不同地区AD发病机制的异同。
方法首先在野生型pcDNA3.1/PS1(WT)质粒的基础之上采用一步法定点突变技术，构建pcDNA3.1/PS1(C407G)和pcDNA3.1/PS1(G289T)突变质粒；为便于观察转染效率，利用基因重组技术构建野生型及突变型PS1与绿色荧光蛋白(EGFP)的共表达载体，利用脂质体将获得的目的基因转染至人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y细胞中，并用Zeocin筛选出稳定表达突变PS1的细胞克隆(不含绿色荧光蛋白)；分别用RT-PCR、免疫荧光染色和Western-Blot检测转染后细胞PS1表达，进行鉴定；收集传代培养24小时和48小时的培养基及细胞匀浆，用ELISA法和放免法检测培养基和胞浆中Aβ42及总Aβ的含量，同时检测APP(amyloidprecursorprotein)及BACE(β-amyloidprecursorproteincleavingenzyme)表达水平的变化；用Western-Blot法检测Ser214和Ser396位点磷酸化的tau蛋白表达；各组细胞给予血清剥夺或血清剥夺同时给予胰岛素样生长因子-1(insulin-likegrowthfactor，IGF-1)保护，用MTT法、Hoechst33258荧光染色法和PI/AnnexinV-FITC双染流式细胞仪技术比较各转染细胞株之间细胞凋亡的差异、对葡萄糖摄取的差异及IGF-1的保护作用；同时检测IGF-1处理后各组细胞的葡萄糖摄取率和细胞膜上葡萄糖转运子-1(Glucosetransporter-1，GLUT1)表达的变化。
结果经限制性内切酶酶切鉴定及DNA测序证实重组质粒构建成功；利用脂质体成功将携带野生型和突变型PS1的质粒转染至SH-SY5Y细胞中，筛选获得稳定转染细胞株，RT-PCR结果显示野生型和突变型PS1mRNA在SH-SY5Y中有过量表达，并经测序证实突变引入成功；转染细胞匀浆经Western-Blot证明PS1较未转染细胞有过量表达。转染PS1V97L突变基因的细胞48小时细胞匀浆和培养基中Aβ42的含量较24小时有显著提高(p＜0.01)，并相对未转染、转染野生型PS1和转染空载体的细胞Aβ42的含量也有显著提高(p＜0.01)；而转染PS1A136G突变基因的细胞Aβ42的含量较其它细胞无明显差异；各组细胞总的Aβ水平无明显差异。各组细胞匀浆蛋白中APP、BACE、及Ser214和Ser396位点磷酸化tau蛋白表达水平无明显差别。V97L和A136G突变细胞株对血清剥夺的敏感性增加，细胞凋亡率较野生型细胞株和空载体转染细胞(MOCK)均显著增加(p＜0.01)；IGF-1可以有效改善血清剥夺对SH-SY5Y细胞的影响，使凋亡细胞减少，存活细胞增多。各组细胞的葡萄糖摄取率虽无明显差别，但加入IGF-1后各组细胞葡萄糖摄取率平均增加了25％，细胞膜GLUT1的易位表达增加15％～20％。
结论成功建立了过表达人野生型和突变型PS1基因的SH-SY5Y细胞模型；两个新PS1基因突变中，PS1V97L基因突变可选择性引起细胞内外Aβ42的增高，总Aβ含量不变；PS1A136G突变未检测到Aβ42的增高；两种突变使tau蛋白的异常磷酸化表达变化不明显；使SH-SY5Y细胞对血清剥夺的凋亡易感性增加，这种易感性虽不由葡萄糖代谢障碍引起，但IGF-1仍可通过促使葡萄糖摄取、增加葡萄糖代谢，来提高细胞活性，起到保护作用。