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目的:研究补体C3a受体拮抗剂对P301S小鼠脑内tau蛋白过度磷酸化相关的病理和认知功能的作用及机制。方法:本实验采用P301S转基因的tau小鼠模型,其脑内内源性表达人源性的病理性tau蛋白。分别在第3、6、9月龄采用免疫印迹和免疫荧光法检测P301S小鼠脑内补体C3a受体(C3aR)蛋白表达水平;从3月龄开始给予补体C3a受体拮抗剂(C3aRA)SB290157处理,腹腔注射,1mg/kg,3次/周,连续8周。与此同时,给予同月龄wild type(WT)野生型小鼠和P301S小鼠溶剂对照处理。分别于6月龄、9月龄时采用western blot和免疫组化检测C3a受体拮抗剂是否可以抑制P301S小鼠脑内tau蛋白的过度磷酸化;采用western blot检测突触蛋白的表达水平;采用高尔基染色检测神经元突触数目的改变;采用Morris水迷宫检测小鼠的空间学习和记忆能力;采用旷场实验、新物体识别实验以及条件性恐惧实验检测小鼠情绪记忆能力;采用膜片钳电生理技术(长时程增强LTP)检测突触的可塑性;此外,采用western blot检测蛋白磷酸激酶GSK3β和CDK5、蛋白磷酸酯酶PP2A以及它们的磷酸化形式p-GSK3β(Ser9)、p-PP2A(Y307)、p-CDK5(Tyr15)、CDK5的调节亚单位p35、p25等的表达水平。结果:1、补体C3aR蛋白在6月龄P301S小鼠脑内检测到表达升高;9月龄时C3aR表达明显升高。2、行为学结果表明,6月龄时,P301S-C3aRA给药组与P301S-vehicle溶剂对照组小鼠之间的学习记忆能力无明显统计学差异;WT野生型小鼠表现出正常的学习与记忆能力。而在9月龄时,与WT野生型小鼠相比,P301S-vehicle组小鼠表现出明显的记忆缺陷,P301S-C3aRA给药组小鼠学习记忆缺陷得到明显改善。在新物体识别实验中,P301S-C3aRA给药组小鼠与P301S-vehicle溶剂对照组小鼠相比表现出更高与新物体接触的时间比例;旷场实验与条件性恐惧实验各组无明显统计学差异。3、磷酸化tau蛋白检测结果显示,与WT野生型小鼠相比,6月龄P301S小鼠脑内磷酸化tau蛋白水平明显增加;到9月龄时,P301S小鼠脑内磷酸化tau蛋白水平进一步增高;补体C3a受体拮抗剂可以减少P301S小鼠脑内过度磷酸化tau蛋白的表达。4、突触蛋白检测结果显示,与WT野生型小鼠相比,6月龄和9月龄P301S小鼠脑内突触后的蛋白标记物GluR1、NR2B、PSD-95的表达减少,补体C3a受体拮抗剂可增加P301S小鼠突触后蛋白标记物的表达。各组小鼠间未观察到突触前蛋白标记物的表达水平差异。高尔基染色显示6月龄和9月龄P301S小鼠脑内突触数量明显减少,补体C3a受体拮抗剂可缓解P301S小鼠脑内神经元的突触数量的丢失。LTP记录到9月龄P301S小鼠海马突触功能明显受损,补体C3a受体拮抗剂可改善P301S小鼠海马突触功能。5、与WT野生型小鼠相比,P301S小鼠脑内激酶CDK5的磷酸化位点p-CDK5(Tyr15)和激酶CDK5的活性调节亚基p35、p25明显增高,补体C3a受体拮抗剂处理后的P301S小鼠脑内p-CDK5(Tyr15)和CDK5的活性调节亚基p35、p25表达减少。但GSK3β和PP2A的蛋白表达水平无明显的统计学差异。结论:C3aR的过度活化参与tau蛋白过度磷酸化的病理过程,补体C3a受体拮抗剂可减少P301S小鼠脑内过度磷酸化的tau蛋白水平,保护神经元突触形态和功能的完整性,改善P301S小鼠的认知功能。激酶CDK5信号通路参与补体C3a受体拮抗剂对P301S小鼠脑内tau蛋白磷酸化水平的调节。这些结果表明补体C3a受体拮抗剂对tau蛋白病具有保护作用。