背景:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种神经系统退行性和世界流行性疾病,起病隐匿,病程呈慢性进行性加重,主要危害65岁以上的老年人群。由于AD的发病机制十分复杂,极大程度的阻碍了临床的治疗,因此临床治疗费用极高,给全球医疗带来了繁重的经济负担。最新的研究发现骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic proteins,BMPs)可以参与调控脑组织海马体神经干细胞的生成,抑制海马神经元的增殖,参与AD的发生发展。目的:(1)探讨BMP4的过表达是否为阿尔茨海默病发生的危险因素。(2)研究BMP4作用于阿尔茨海默病的病理机制。方法:利用BMP4过表达的转基因小鼠模型并结合阿尔茨海默病常用的模型细胞株小鼠神经瘤细胞(N2A)、海马神经细胞(HT22)、人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)进行试验验证。(1)将BMP4转基因鼠和野生鼠按照鼠龄分为1、3、6、9月四个年龄段,提取四个年龄段小鼠海马组织的蛋白和RNA,用免疫蛋白印迹和RT-PCR技术检测不同年龄段海马组织中AD诊断标志物(β类淀粉样蛋白、TAU蛋白及磷酸化水平)及凋亡的变化。(2)对6月龄的实验鼠做Morris水迷宫实验,验证BMP4过表达转基因鼠是否存在记忆减退现象。(3)采用TUNEL荧光实验和HE染色检测9月龄老年实验鼠海马组织凋亡和神经元丢失的情况。(4)通过RT-PCR技术检测3株细胞BMP4基因的表达量,BMP4低表达的细胞株转染BMP4过表达质粒,BMP4高表达细胞株转染si-BMP4,并通过WB、MTT、流式细胞术等方法检测神经细胞株AD诊断标志物及凋亡的变化。从而探究BMP4对阿尔茨海默病的作用。结果:(1)NSE-BMP4转基因鼠海马组织β类淀粉样蛋白和TAU蛋白表达升高,且神经元凋亡增加;(2)NSE-BMP4转基因小鼠空间记忆能力弱于同龄野生鼠;(3)NSE-BMP4转基因鼠海马组织CA1、CA3区和齿状回DG区凋亡率增加;且HE染色发现老年鼠BMP4转基因小鼠海马组织CA1和CA3区的椎体细胞排列紊乱,疏松,出现一定的神经细胞丢失现象;(4)细胞株实验证明BMP4的表达量与AD诊断标志物(β样淀粉蛋白和Tau蛋白)及凋亡的表达水平成正相关。结论:(1)BMP4可以调控阿尔茨海默病的病理标志蛋白Aβ和TAU蛋白;(2)BMP4的过表达可以提高阿尔茨海默病的发生风险;(3)BMP4的升高促进神经细胞的凋亡和抑制神经细胞的增殖。