阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是老年人群易发的病症,六十五岁以上老人的AD发病率约为5%,且随着年轻增长大幅上升。中国是一个老龄化严重的国家,世界卫生组织预测2050年中国AD患者人数将达到2000万,届时将产生严重的社会问题。β淀粉样蛋白（Beta-amyloid,Aβ）致病假说是主流的AD发病机制学说,即淀粉样蛋白前体蛋白（Amyloid precursor protein,APP）发生突变,经酶切形成了易聚且神经毒性的Aβ40和Aβ42并在脑组织不断积累,最终导致血管淀粉样改变、神经元死亡和大脑萎缩,引起全方位的神经退行性病变。血脑屏障（Blood brain barrier,BBB）的功能与AD的发病和治疗密切相关。脑微血管内皮细胞（Brain microvascular endothelial cell,BMEC）的紧密连接是BBB最重要的结构。BBB限制了外周血与大脑组织物质的自由交换,在保护脑实质的同时也导致多数药物无法进入大脑实质;而AD的发病与BBB的损伤相辅相成,往往带来缺血、缺氧或炎症等多种血管病变。因此,无论从跨BBB药物递送还是脑血管损伤修复的角度来说,BBB都已成为治愈AD的关键。CD147是一种由BSG基因编码的跨膜糖基化蛋白,广泛参与了包括肿瘤增殖和侵袭、SARS-Co V-2感染、炎症发生、疟原虫入侵红细胞等病理活动,是多种疾病理想的治疗靶点。有研究指出,CD147在BMEC上高表达并可能具有受体介导的转胞吞功能,有作为治疗AD的“木马分子”的潜力。而在AD模型中,大脑实质CD147表达量也被发现具有比野生型更高的水平。结合AD的发病机制、BBB的作用以及CD147的功能,我们想要探究三者之间是否存在相互联系,并探索在AD进展中CD147是否影响了BBB的病理改变,对AD的发病又会带来何种影响,其内在联系和机制又是什么,从而为人类治愈AD提供新的思路和方向。本研究分为以下三部分:第一部分:CD147在血脑屏障的表达与运载功能研究目前限制抗AD药物发展的一个重要问题是如何高效运载药物穿过BBB,因此第一部分的主要研究目的是探究CD147的表达是否具有BBB特异性且能否拥有跨BBB药物转运的能力。首先,我们对小鼠脑组织切片进行了CD31和CD147的免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）染色,发现CD147在内皮细胞上有着色并与CD31共定位,提示CD147在小鼠脑组织的血管内皮细胞上特异性表达。其次,结合人脑组织切片IHC和The Genotype-Tissue Expression（GTEx）数据库157例人类大脑皮质CD147 m RNA水平进行统计学分析,发现人脑血管内皮上也有CD147表达,且人类60岁以上群体CD147表达量高于60岁以下人群,提示人类大脑皮质CD147水平与年龄存在正相关性。最后,为了在体外研究CD147在BBB的主动运输能力,我们通过对人BMEC细胞HCMEC/D3和人周细胞HBVP分层共培养模拟血-脑屏障的方式建立了BBB体外模型。结果表明HCMEC/D3一侧向HBVP一侧内流（Influx）的anti-CD147抗体浓度远高于HBVP一侧向HCMEC/D3一侧外流（Efflux）的抗体浓度,提示CD147具有介导抗体从血液端穿过BBB进入脑实质端的功能。结论:CD147在小鼠和人BMEC特异性表达,并具有跨BBB极性运输抗体大分子的能力。第二部分:CD147参与APP/PS1转基因小鼠血脑屏障损伤的病理学研究我们以APP/PS1小鼠作为AD动物模型,对脑切片IHC染色后发现12月龄的APP/PS1小鼠出现大量Aβ着色并广泛分布于内皮细胞和脑实质,提示12月龄APP/PS1小鼠已出现Aβ沉积的典型AD病理症状。向小鼠尾静脉注射血管造影剂,利用双光子显微技术对颅骨开窗的小鼠大脑皮质进行观察,发现老年APP/PS1小鼠出现显著的脑血管淀粉样斑块积累和血管形态学病变,而在年轻的APP/PS1小鼠和老年野生型小鼠均表现正常,提示APP/PS1小鼠AD相关的病理学改变与机体年龄高度相关。我们利用装载sh CD147的腺相关病毒（AAV-sh CD147）对小鼠海马DG区和CA1区进行脑定位注射,沉默小鼠大脑CD147表达。结果显示感染AAV 8周后,下调了CD147水平的老年APP/PS1小鼠相比于对照组老年APP/PS1小鼠BBB完整性、血管密度和血流速度更高,BBB通透性更低,提示在AD发病过程中CD147参与了BBB损伤的病理学进程;而两者的BBB淀粉样斑块沉积占比却没有显著差别,提示CD147参与BBB损伤不依赖于淀粉样蛋白生成或清除。结论:下调大脑CD147能显著改善老年APP/PS1小鼠BBB的病理状态,提示CD147参与了老年APP/PS1小鼠在AD进展中的BBB功能损伤。第三部分:下调CD147影响APP/PS1转基因小鼠认知功能及神经元活动状态的研究我们从行为学和分子影像学两个方面探究CD147水平如何影响AD模型神经退行性病变的进展。首先我们利用动物行为学实验作为研究手段,对接受AAV-sh CD147注射的年轻或老年APP/PS1小鼠认知功能进行评估,并以野生型和注射AAV-Ctrl的APP/PS1小鼠作为对照。在Y迷宫实验中,我们发现下调大脑CD147水平的老年APP/PS1小鼠相比于对照组老年APP/PS1鼠的运动能力和探索欲望更高,原地静止时间更低,提示降低脑CD147水平能改善老年AD小鼠的行动控制能力。在Morris水迷宫定位航行实验中,下调大脑CD147水平的老年APP/PS1小鼠相比于对照组老年APP/PS1小鼠逃生效率更高,且Day 5的平均逃逸时间更短;在空间搜索实验中,大脑CD147水平下调的老年APP/PS1小鼠会更加频繁地逗留或游向逃生平台所在象限。以上结果提示,脑CD147水平下调改善了老年APP/PS1小鼠的综合认知能力和学习记忆能力。我们还对小鼠进行了18F-FDG的PET影像学分析,发现注射AAV-sh CD147 8周后的3只APP/PS1小鼠中有1只大脑皮层和海马区SUVmax水平比注射前降低的幅度显著低于另两只APP/PS1小鼠(18F-FDG的SUVmax越高表示神经元葡萄糖代谢功能越旺盛),与野生小鼠相当,提示CD147的下调可能有助于缓解AD进展时神经元的功能退行。结论:下调大脑CD147水平能显著改善老年APP/PS1小鼠认知功能和神经元活动状态,提示CD147通过参与BBB功能损伤促进了老年APP/PS1小鼠的神经退行性病变。总结:综上所述,在脑组织中CD147作为BMEC上特异性表达的跨膜蛋白,具有跨BBB运送抗体的功能。CD147参与了老年APP/PS1小鼠BBB的损伤并促进了小鼠认知功能和神经元活动障碍;而下调CD147水平能显著改善老年APP/PS1小鼠BBB的功能,从而有效缓解AD相关的神经退行性病变。结合以上特点,CD147有望成为治疗AD的新靶点。