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阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是导致老年人痴呆的主要原因,已成为当前发病率最高的神经系统退行性疾病之一。临床上表现为记忆、认知以及行为障碍,其典型病理特征包括淀粉样蛋白(Aβ)在神经细胞外聚集形成老年斑(senile plaque,SP)和Tau蛋白过度磷酸化后在胞内形成的神经纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT)。此外人们发现氧化应激、神经元缺失及金属离子内稳态失衡均与AD的发生发展密切相关。在AD患者脑组织中,含有大量的过渡金属离子包括铜、铁、锌离子等。研究表明,这些金属离子促进Aβ的聚集和活性氧自由基(ROS)的生成,进而导致神经元缺失等多种细胞功能的损伤。因此认为:由金属离子诱导的Aβ聚集和细胞毒性是导致AD形成的重要原因之一。另一方面,在AD病人的大脑额皮质和海马中发现了剪丝蛋白-肌动蛋白(cofilin-actin)的棒状结构,而在正常的人脑组织中未发现此结构,其形成与神经退行性疾病发生有重要联系。这说明AD的发生可能与cofilin功能异常所引起的肌动蛋白结构改变有关。硒蛋白R是25种人类硒蛋白中的一种,含有第21种必需氨基酸—硒代半胱氨酸(Sec),是一种蛋氨酸亚砜还原酶,能立体专一性催化还原蛋白质中的R型蛋氨酸亚砜。因此,Sel R是一种有着特殊功能的硒蛋白,它具有活泼的氧化还原性质,并且参与到修复氧化损伤蛋白的过程中。本课题组前期研究工作发现:Sel R对Aβ聚集和tau蛋白过度磷酸化均有干预作用。在此基础上,本论文进一步在体外研究了Sel R与金属铜离子的结合性质及对Aβ聚集和细胞生长的影响。另一方面研究了Sel R与Rho A/ROCK通路的关系。研究结果表明:Sel R可与Cu+特异性螯合剂BCA竞争结合Cu+,说明Sel R具有较强的Cu+结合能力。通过Th T荧光实验,发现Cu2+/Cu+显著抑制Aβ42的纤维化、诱导其形成非纤维化聚集体,而Sel R则能够显著抑制Cu2+/Cu+诱导的Aβ42聚集形态的改变;通过细胞CCK-8实验,发现Sel R能显著降低Cu2+/Cu+诱导的Aβ42的细胞毒性。对三转基因AD小鼠脑部海马组织中蛋白表达水平进行检测,结果显示:与野生型小鼠相比,Sel R的表达量明显下降,而Rho A/ROCK通路相关蛋白Rho A、ROCK1和p-cofilin都明显升高;同时在N2A细胞系中,当Sel R敲低时,Rho A、ROCK1和p-cofilin也明显升高。说明Sel R也可以通过影响Rho A/ROCK通路来影响神经细胞发育,从而干预AD的发生发展。综上所述,本实验证明了Sel R一方面可以通过竞争性结合Cu2+/Cu+来抑制金属离子诱导的Aβ42聚集以及细胞毒性。另一方面也可以通过作用于Rho A/ROCK通路,调节肌动蛋白的装配,抑制神经元的突触损伤。本文从金属离子及神经发育的角度,研究了Sel R干预AD发生发展的新机制。