阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD),俗称老年痴呆症,是一种慢性神经退行性疾病。其发病机制极其复杂,目前尚未完全阐明,亦无有效的治疗药物,是一个棘手的社会和医疗问题。AD有两个典型的病理特征,分别是淀粉样蛋白Aβ在胞外聚集形成的老年斑,以及过度磷酸化的tau蛋白在胞内聚集形成的神经纤维缠结。长期以来,无论是在临床药物开发还是在基础科学研究中,Aβ淀粉样蛋白级联假说一直占据主要地位。然而与Aβ相比,tau蛋白的病理变化与临床症状相关度更高,且由于靶向Aβ药物的接连失败,人们的注意力开始转向tau蛋白。Tau蛋白包括两大主要结构域:N-端的外伸结构域和C-端的微管结合结构域,后者决定了tau的生物学功能及AD病理发生。金属离子如铜、铁、锌、铝等的动态平衡与AD的发生发展密切相关,特别是Aβ聚集形成老年斑的过程和磷酸化tau蛋白聚集形成神经纤维缠结的过程,此外金属离子还与氧化应激、突触可塑性、神经毒性、自噬和凋亡等机制有关。然而Zn2+离子与tau蛋白微管结合域第三段重复序列(tau-R3)的研究尚未见文献报导。因此,论文的第一部分,是应用一系列先进的实验手段从分子、细胞和动物三个层次上较为系统地研究了Zn2+对tau-R3的聚集和毒性的影响及分子机制。结果指出2分子tau-R3结合1分子Zn2+,其亲和力(Kd)为14.7 μM;Zn2+可以加速tau-R3的聚集,诱导tau-R3形成毒性更强的寡聚体;Tau-R3和Zn2++R3均可以进入N2A细胞,且Zn2++R3进入细胞的量更多,这可能是其对神经细胞毒性更强的原因之一;Zn2++R3增加了神经细胞p-tau的含量,对神经元树突棘的形态、突触素的含量、线粒体的损伤(如膜电位,形成ATP能力,能量代谢相关蛋白)等均有显著的影响;并能触发小鼠神经母细胞瘤(Neuro-2a,N2A)细胞的自噬起始,同时抑制了自噬的下游通路,引起了 N2A细胞的自噬障碍。基于上述结果我们用小鼠脑定位注射Zn2++R3的方法构建了能体现散发型AD症状的小鼠模型,在注射1.5个月后即出现AD的典型病理特征,多种行为学实验指出该小鼠产生了明显的认知障碍。非常有趣的是通过检测实验鼠血液的生化指标,我们发现Zn2++R3除了对AD的二个风险因子总胆固醇(TC/CHO)和血糖水平有所升高外,对其他指标均无影响,完全符合构建模型鼠的所有要素,因此有望发展成一种能广泛应用的散发型AD小鼠模型。本文的第二部分是研究具有干预早期AD效果的中药复方。长期以来AD的治疗药物仅有乙酰胆碱酶抑制剂及谷氨酸受体拮抗剂两类,但疗效均不理想。长期以来国外著名药企投以巨资研究新药,但进入二、三期临床后几乎全部失败,靶点单一及动物模型不合适是主要原因。关于中药治疗AD虽己发表很多论文,但尚无一种明确能防治AD的中成药被批准用于临床。我们的研究思路是从文献己报道对AD有明确防治作用的中药有效成分中选取,并按中医组方原理(君、臣、佐和使)组成小复方,希能起到协同作用。同时为了降低药物的毒副作用,所选用的组分主要来自国家公布的《药食同源》清单中。最终我们所选用的四种中药为:a人参总皂苷,b淫羊藿苷,c姜黄素(为了增加生物利用度添加了胡椒碱)和d漆黄素。我们将这些单方组成两组复方,分别为姜黄素,胡椒碱,淫羊藿苷,和人参总皂苷;及漆黄素,胡椒碱,淫羊藿苷,和人参总皂苷。每种小复方各分为高低两种剂量。小鼠正常饮食喂养至四月龄后,采用相应的含复方的饲料继续喂养四个月至八月龄,再详细进行小鼠行为学和多种AD病理特征及生化指标的检测。结果指出该两组小复方对AD均有明显的改善作用,降低了 AD小鼠脑组织中Aβ寡聚体、p-tau蛋白及神经纤维缠结的含量,增加了突触相关蛋白的含量并降低了神经元的死亡。总体而言,高剂量组优于低剂量组,漆黄素组优于姜黄素组。经生化分析证明该小复方对AD小鼠无肝肾毒性,并可显著降低AD小鼠的血脂水平;有望成为潜在的AD治疗药物。