背景阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)是一种进行性中枢神经系统退行性疾病,其主要临床表现为记忆减退、认知障碍、人格改变等,年龄是它发生的最主要的风险因子。尽管少数的AD患者呈现出以β淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)和早老素(presenilin,PS)(包括PS1和PS2)突变为特点的常染色体显性遗传性,但大多数AD患者的发病机制尚不十分清楚。其中Aβ毒性学说是被广泛认可的一种AD发病机制,即APP经过γ分泌酶的剪切产生具有神经毒性的Aβ,而Aβ沉积形成具有AD病理特征的淀粉样老年斑。γ-分泌酶作为调控AD的关键酶,底物除了APP,还包括Notch受体等多种I型跨膜蛋白。Notch受体属于进化上高度保守的单向Ⅰ型跨膜受体蛋白家族,其在发育过程中,决定细胞特异性和分化命运。近年来研究发现,Notch信号通路不仅在神经发育中有作用,在成年神经系统中也有重要作用,比如控制神经新生和神经突起的生长,神经干细胞的维护,以及与认知功能相关的突触可塑性和长期记忆有关。特别是一些神经系统疾病中都涉及到Notch信号关键元件的突变,比如Allagile综合征,散发性阿尔茨海默病和成人唐氏综合症。Notch信号在阿尔茨海默病等神经退行性疾病的患者大脑中的生物学意义以及分子机制需要进一步阐明,需要了解Notch信号在AD中的改变是否与AD的生理病理有关。早老素是γ分泌酶复合体产生NICD的催化亚基,同时,γ分泌酶复合体也参与水解加工淀粉样前体蛋白产生淀粉样β肽,积聚在AD病人的大脑。在家族性老年痴呆(familial AD,FAD)的早老素突变可能导致γ分泌酶的众多底物蛋白裂解发生改变。鉴于Notch信号通路在中枢神经系统中的重要作用,推测γ分泌酶切割Notch受体过程中的变化可能涉及到AD的发病机制。最近研究表明,在神经干细胞中FAD PS1突变基因的表达导致NCS自我更新受阻,归因于γ分泌酶切割Notch的水平下降。褪黑素(Melatonin)是一种在松果体中合成的脂溶性激素,有许多生理功能,如调节昼夜节律,线粒体的保护者,抗氧化剂和神经保护剂。研究表明给予AD动物模型和AD患者褪黑素治疗,可减轻其Aβ的累计、神经退行性病变、炎症、记忆障碍等症状。Melatonin作为前景可观的AD治疗药物,但其具体的治疗机制仍不清楚。目的研究AD动物模型和细胞模型中Notch信号通路的变化以及melatonin对AD模型的治疗机制。探讨Notch信号通路与AD发病的关系,将有利于进一步揭示阿尔茨海默病的发病机制,并为AD治疗提供了新的思路。方法1.用APP/PSN转基因小鼠作为AD动物模型,用Western blot、ChIP等实验检测了1月龄、6月龄、12月龄小鼠Notch信号通路的变化,2.选取了12月龄小鼠,进行melatonin给药,对照组注射NaCl。用Western blot检测了Notch信号通路的变化,用Dot blot检测了Aβ的变化。3.APP过表达的HEK293细胞和SH-SY5Y细胞作为AD细胞模型,用Western blot检测了Notch信号通路的变化以及melatonin给药后Notch信号通路的变化,用ELISA检测了Aβ的变化。结果1.TS染色和Western blot结果显示在WT和AD模型鼠中,随着年龄的增加,Aβ沉积明显增加,Notch受体和靶蛋白表达量下降。2.Western blot和ChIP结果显示在老年龄段(P12m)小鼠中,AD模型鼠的Not-ch信号受体和靶基因表达量与野生型相比明显减少。3.Western blot、Dot blot以及ELISA实验结果显示,体内和体外melatonin给药后与对照组相比,Notch信号受体和靶蛋白表达量升高,Aβ水平降低。结论1.在AD动物模型中,随着年龄的增加,Aβ沉积逐渐增加,Notch信号通路的活性逐渐降低。在老年AD动物模型中,与野生型相比,Notch信号通路活性降低。2.melatonin可以增加Notch信号通路的活性,减少Aβ的产生。