背景神经退行性疾病(Neurodegenerative disease,NDD)是一类由神经元变性、死亡引起的疾病,与年龄密切相关。随着人口老龄化的发展,神经退行性疾病的发病率逐渐上升,已成为重要的社会和医疗问题,给患者、家庭和社会造成了沉重的负担。阿尔茨海默病和帕金森病是最常见的两种神经退行性疾病,目前尚无彻底根治或逆转进展的药物,现有的治疗手段仅能缓解疾病相关的临床症状。因此,针对其发病机制和治疗靶点的研究具有重要意义。热休克蛋白70叛基末端相互作用蛋白(Carboxyl terminus of the Hsp70 interacting protein,CHIP)是由STUB1基因编码的蛋白质,在脑、骨骼肌、睾丸、心脏等组织中大量表达。CHIP蛋白同时具有分子伴侣辅因子和E3泛素连接酶功能,是蛋白质质量控制系统中的关键分子。CHIP蛋白能够调节神经元氧化还原过程,应激状态下被募集到线粒体,在生物体能量代谢中具有重要作用。CHIP蛋白异常参与多种神经退行性疾病发病。CHIP蛋白突变可引起认知功能障碍,同时伴有共济失调、性腺发育不全等症状;CHIP点突变大鼠表现出明显的认知功能下降,病理学结果显示海马区神经元丢失,蛋白质组学分析发现CHIP点突变大鼠脑组织中CHIP蛋白水平下降,Tau、PDE9A等与阿尔茨海默病相关的蛋白明显升高。痴呆模型小鼠中,随年龄增长及症状进展,脑组织内CHIP蛋白水平逐渐降低。因此,上调CHIP蛋白表达可能对阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病起到保护作用。腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)是基因治疗中常用的载体工具,具有安全性高、免疫原性低等特点,能够介导外源基因长期表达。不同血清型AAV的组织亲和性及表达效率有所差异,但由于血脑屏障的存在,载体难以通过血液循环进入中枢神经系统。AAV/BBB是一种可透过血脑屏障的新血清型,其介导CHIP蛋白在大鼠脑组织过表达,能够有效改善实验性脑出血大鼠模型的行为学与病理损伤,但AAV/BBB在神经退行性疾病中的应用尚未见报道。本研究分别采用可透过血脑屏障的腺相关病毒AAV/BBB介导CHIP蛋白在APPswe/PS1AE9阿尔茨海默病小鼠模型和MPTP诱导的帕金森病小鼠模型中过表达,研究CHIP蛋白过表达对这两种动物模型行为学、病理学和相关蛋白的影响,探讨CHIP蛋白对阿尔茨海默病、帕金森病的保护作用。目的1.使用AAV载体介导CHIP蛋白在APPswe/PS1ΔE9阿尔茨海默病小鼠模型中过表达,分析CHIP蛋白对阿尔茨海默病模型小鼠行为学、组织病理学和蛋白表达水平的影响;2.使用AAV载体介导CHIP蛋白在野生型小鼠中过表达,而后构建MPTP诱导的急性帕金森病动物模型,研究CHIP蛋白对帕金森病小鼠行为学、组织病理学和蛋白表达水平的影响。方法1.尾静脉注射AAV介导CHIP蛋白在小鼠脑组织中过表达;2.筑巢实验、Morris水迷宫实验检测APPswe/PS1ΔE9小鼠行为学变化,爬杆实验、疲劳转棒实验、旷场实验检测MPTP诱导急性帕金森病小鼠的行为学改变;3.免疫荧光、免疫组化检测两种动物模型的组织病理学改变,rt-PCR、Western Blot检测mRNA及蛋白表达水平。结果1.通过尾静脉注射AAV/BBB载体病毒使CHIP蛋白在APPswe/PSΔE9阿尔茨海默病模型小鼠脑组织中过表达;2.行为学实验中,CHIP蛋白过表达改善了 APPswe/PS1ΔE9小鼠筑巢能力,缩短了 Morris水迷宫定位航行实验潜伏期,增加了空间探索实验中穿越平台所在位置的次数;3.CHIP蛋白过表达减少了 APPswe/PS1ΔE9小鼠皮质与海马中淀粉样斑块,降低了 Aβ、Tau蛋白、磷酸化Tau蛋白水平;4.CHIP蛋白过表达抑制β-分泌酶BACE1水平,对α-分泌酶ADAM10、Y-分泌酶PS1、Aβ降解酶IDE、NEP没有显著影响;5.通过尾静脉注射AAV/BBB载体病毒使CHIP蛋白在野生型小鼠脑组织中过表达,腹腔注射MPTP后成功构建急性帕金森病小鼠模型;6.CHIP蛋白过表达不影响野生型小鼠行为学表现,缩短了 MPTP诱导的急性帕金森病小鼠爬杆实验所用时间,疲劳转棒实验掉落潜伏期延长、旷场实验中自发活动增加;7.CHIP蛋白过表达能够改善MPTP引起的中脑黑质区多巴胺能神经元死亡、TH蛋白降低;8.CHIP蛋白过表达能够抑制MPTP引起的中脑黑质及纹状体线粒体分裂相关蛋白DRP1水平升高。结论1.CHIP蛋白过表达能够提高APPswe/PS1ΔE9阿尔茨海默病模型小鼠的社会行为与认知功能,改善阿尔茨海默病相关蛋白的表达及组织病理学表现,对阿尔茨海默病模型小鼠具有保护作用;2.CHIP蛋白过表达能够改善MPTP引起的小鼠运动功能障碍,减轻多巴胺能神经元损伤,抑制线粒体分裂相关蛋白DRP1升高,对MPTP诱导的急性帕金森病小鼠模型具有保护作用。