阿尔茨海默病(Alzheimer’s diseases,AD)是一种缓慢发展的临床上以进行性的认知损害、记忆缺失和人格改变为特征的神经退行性疾病,其与大脑及神经组织中异常的胆固醇代谢有关。最近的研究表明AD可能是一种神经内分泌疾病,或称为“3型糖尿病”,与胰岛素及其生长因子细胞生存信号通路有关。因此,我们推测神经细胞膜上胆固醇水平的减少可能会影响IGF-1细胞生存信号通路。24-脱氢胆固醇还原酶(DHCR24)是人体合成胆固醇最终阶段的酶,能够催化链甾醇还原为胆固醇。本实验组先前利用DHCR24基因敲除小鼠的研究证明,在小鼠胚胎纤维母细胞(MEFs)中,DHCR24可以通过合成胆固醇并维持细胞窖的结构与功能,在insulin-Akt-Bad细胞生存信号通路中发挥着重要作用。本课题在细胞水平上通过DHCR24化学抑制剂U18666A降低神经细胞中DHCR24的酶活性并且通过RNA干扰技术下调DHCR24的表达,从而分析在DHCR24活性或者表达下调导致细胞内胆固醇浓度降低的情况下,神经细胞膜上脂质筏/细胞窖结构以及IGF-1细胞信号通路中相关蛋白的变化。本实验以褐家鼠肾上腺嗜铬细胞瘤神经细胞株PC12为研究对象,通过血清饥饿处理去除外源性胆固醇供给,并通过化学抑制剂及siDHCR24抑制内源胆固醇合成,探究胆固醇对胰岛素样生长因子-I(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的神经保护作用的影响。实验结果表明,血清饥饿处理引发了细胞死亡,IGF-1对这种死亡现象具有剂量依赖方式的挽救作用;而用化学抑制剂或siDHCR24处理细胞后,IGF-1对这种死亡不再具有挽救作用。随后,我们又用细胞凋亡检测方法TUNEL与MTT分别证明了细胞的这种死亡是由细胞凋亡引起的。我们通过高效液相的方法检测了细胞内胆固醇含量的变化,结果发现,用DHCR24化学抑制剂处理细胞后可造成神经细胞中胆固醇含量的减少及其前体物质胆甾醇的累积。由此我们推断,神经细胞内胆固醇含量的减少有可能破坏了细胞结构,使其不再发生可逆性变化。双重免疫荧光染色实验证明了我们的推断,DHCR24化学抑制剂处理细胞后,由于胆固醇的缺失,细胞窖结构遭到了破坏变得弥散,使分布于其上的生长因子受体不能很好地定位。同时,Western Blot实验结果显示,化学抑制剂处理细胞后IGF-1下游的信号通路分子IGF-1R、IRS、Akt及Bad的磷酸化水平均有所下降,进一步证明了IGF-1信号通路遭到了破坏。因此本研究表明,不论是用化学抑制剂U18666A抑制DHCR24活性还是用siDHCR24下调其表达导致细胞内胆固醇的水平的降低,均可以破坏细胞窖结构的完整性,阻碍IGF-1-Akt-Bad信号通路。这个结果也暗示,DHCR24可以通过合成胆固醇及维持细胞窖功能和IGF-1-Akt信号转导通路进而发挥神经保护作用。DHCR24的活性、胆固醇的含量和细胞窖结构的完整在维持IGF细胞生存信号通路方面均发挥重要作用。这些实验结果为“AD是3型糖尿病”的新学说提供了更为完善的理论依据。