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目的：阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是一种最常见的神经退行性疾病,主要临床表现为认知和记忆功能进行性减退。细胞骨架蛋白神经丝(neurofilaments, NFs)是神经元特异的中间丝成分,由三种不同分子量的亚单位组装成的多聚体。异常过度磷酸化的神经丝聚集在细胞轴突,是AD脑中神经元纤维缠结(NFT)的一种重要成分和早期的病理改变,但其发病机制目前尚不清楚。除了磷酸化,NFs蛋白还受细胞内葡萄糖代谢产生的O-糖基化(O-GlcNAcylation)修饰,我们的最新研究发现：在细胞水平NFs的糖基化和磷酸化之间存在相互调节,AD病人的脑神经细胞内聚集的异常磷酸化的NFs其O-糖基化明显减少。本课题是在上述研究结果的基础上,主要研究神经丝的O-糖基化失调对其磷酸化和组装的影响,探讨神经丝过度磷酸化的发病机制。方法：我们主要采用体内和体外实验观察神经丝的O-糖基化的改变对其磷酸化和组装的影响。4-6月龄清洁级雄性SD大鼠35只大鼠平均分5组,每组7只,脑室内分别注射Alloxan (OGT抑制剂,2mg/kg)、选择性葡萄糖胺酶抑制剂NAG-AE (NAG-thiazoline,5mg/kg)组、Don (HBP途径抑制剂,2mg/kg)、 OA (PP2A抑制剂,50ng/kg)、实验对照组(生理盐水),空白对照鼠3只。24小时后处死大鼠取脑,采用蛋白免疫印迹检测脑组织NFs蛋白的糖基化和磷酸化水平；采用脑匀浆液高速离心和神经丝体外组装技术,结合透射电镜和免疫印迹方法,定性和定量对比不同糖基化水平的鼠脑NFs的体外组装的情况和形态。进一步我们采用体外酶化学技术,用β-乙酰糖胺酶去除脑组织匀浆液蛋白质的糖基化,用电镜技术观察神经丝组装的结构,探讨是NFs糖基化本身还是通过继发的磷酸化影响鼠脑NFs组装。结果：我们的预试验表明神经丝提取效率高,纯度较高,电镜观察组装后神经丝由直径10nm左右的纤维主干以及由主干周期性发出的侧臂组成,侧臂一般较短,大小及结构与其它方法提取的神经丝相同。在体实验中,与对照组相比Alloxan、DON、OA组神经丝蛋白O-糖基化水平降低而磷酸化增加,神经丝较短且组装的比例明显减低；而NAG-Ae处理与对照组相比,O-糖基化水平明显增加而磷酸化水平是明显降低,神经丝纤维呈长丝状,组装的比例较高。提示神经丝的O-糖基化的改变对神经丝的组装有一定的影响。进一步在体外实验,我们只改变NFs的糖基化但不改变其磷酸化水平,电镜负染神经丝与对照组相比,神经丝的看起来较粗糙,仍然组装成较长的丝,提示单纯去糖基化对组装影响不明显。结论：体内O-糖基化的改变影响NFs的磷酸化,减少的O-糖基化可能通过影响其磷酸化和神经丝的组装而影响其结构和功能,导致AD神经细胞的退行性变的发生。该研究结果为AD发病机制理论研究和药物的研发提供新的思路。