2022年医学专题-脑老化2010-ok

阿尔茨海默病与Wnt/β-catenin信号(xìnhào)途径中国医科大学生物化学(shēnɡwùhuàxué)与分子生物学教研室孙黎光第一页，共一百二十二页。学习(xuéxí)（learning）指我们获得新知识或新技能的过程。记忆（memory）指将这种知识或新技能编码、储存及随后读出的过程。第二页，共一百二十二页。海参(aplysia)有简单的神经系统（20000个神经细胞）和一个腮回缩反射用于研究(yánjiū)学习记忆EricKandel

2000年诺贝尔生理(shēnglǐ)/医学奖美国哥伦比亚大学炉架喷水管

温和刺激(cìjī)

喷水管

鳃和喷水管收缩(缩鳃反射)第三页，共一百二十二页。第四页，共一百二十二页。短期记忆(jìyì)：几分钟～几小时弱刺激→cAMP→PK→特定的离子通道蛋白磷酸化→Ca2+进入→神经递质释放→短期记忆

第五页，共一百二十二页。长期记忆：几个星期

强刺激→cAMP→PK→不同蛋白磷酸化→产生新蛋白质→突触结构功能改变(形状增大，突触功能持久增强)→神经递质释放→长期记忆如果新蛋白质合成被阻止(zǔzhǐ)长期记忆将消失，短期记忆不受影响。第六页，共一百二十二页。老化(ageing)：老化是一种生理过程，指的是增龄变化。衰老(senility)

：衰老是一种病理改变，是指过早、过快出现老化改变。衰老是生命发展的后一阶段，主要指有机体性成熟后所发生的与时间有关的各种改变。在此阶段中形态(xíngtài)结构出现衰退现象，伴随着功能的下降，有机体对环境的应激能力也相应减弱。第七页，共一百二十二页。

脑老化：是人体增龄过程中，神经元缓慢发生的退行性改变(神经原群体缺失(quēshī)和包涵体的形成)，表现为脑体积减少，神经功能减退，不能有效维持机体的内环境恒定和对外环境的适应能力降低。第八页，共一百二十二页。神经系统老化表现：（一）脑的大体改变脑组织出现脑回缩小、脑沟变宽，以额、颞、顶叶(dǐnɡyè)为最明显。由于脑体积减少，含液体的腔隙增加，使脑体积和颅腔容量的比例逐渐下降。脑膜松弛，侧腔室扩大，特别在半卵圆中心，可出现脑室角变钝，第3、4脑室和大脑导水管也可扩大。第九页，共一百二十二页。（二）细胞水平的改变

神经元在生后停止分裂，即数目不再增加。现在认为很多神经元变小、萎缩的增龄变化是脑体积减少的主要(zhǔyào)原因。大多数脑干颅神经如耳蜗、滑车、外展和面神经核的神经元数不随增龄而改变，但在儿茶酚胺能的神经核团中，在蓝斑复合体、黑质和迷走背核的神经数目随年龄而减少，但背缝核的无改变。第十页，共一百二十二页。

在下丘脑、乳头体无神经元丢失，视上核和室旁核的细胞密度(mìdù)无改变，而含加压素的视交叉核和性二形性的神经原随年龄而减少。但它们含血管活性肠肽的细胞数没有改变。第十一页，共一百二十二页。（三）分子水平改变(gǎibiàn)

神经元在分子水平上的增龄改变，主要表现在两个方面：老年斑（senileplague,SP)（细胞外）神经元纤维缠结（Neurofibrillarytangle,NFT)的形成（细胞内）它们可在青壮年时出现，且逐渐增加，百岁老人的发生率可达100%。第十二页，共一百二十二页。

阿尔茨海默病(Alzheimer,s

disease,AD)第十三页，共一百二十二页。阿尔茨海默病(AD)

是病因未明的原发性退行性脑变性疾病。多起病于老年前期或老年期，潜隐起病，缓慢进展，以智能损害为主。病理改变主要为皮层(pícéng)弥漫性脑萎缩，神经元大量减少，并可见老年斑、神经元纤维缠结、颗粒性空泡小体等病变.

第十四页，共一百二十二页。1911.2.6-2004.6.5第十五页，共一百二十二页。我国65岁及以上老人占总人口的比例从1990年的5.57%增至2000年的6.96%,现已达8811万。我国目前老年期痴呆的患病人数约占全世界老年期痴呆患者的1/4。但这些患者的就诊率非常低。病程20年，早期9年，中度5年，恶化6年。死亡率占第四（心脏病，肿瘤，中风）智力、记忆、感觉、定向判断能力不可逆退化，进行性远近记忆力障碍，情绪改变，行为异常(yìcháng)，意识模糊。死于肺炎，尿路感染等。在9月21日世界阿尔茨海默病日(世界老年痴呆日)。

第十六页，共一百二十二页。AD的病理性结构(jiégòu)改变：细胞内神经原纤维(xiānwéi)缠结(NFT)

:

NFT沉积在海马、新皮质的锥体细胞等；细胞外老年斑（SP）

:弥散性老年斑Aβ蛋白聚集，海马(hǎimǎ)、额叶皮质；第十七页，共一百二十二页。1.老年斑（SP）

SP主要由β淀粉样肽（β-amyloid,Aβ）沉积而成。Aβ由39~43个氨基酸组成，它来自相对分子质量大的前体蛋白（β-Amyloidprecursorprotein,APP)。APP由695个氨基酸组成（APP695），包括有神经保护作用的NTF(N-C-terminalfragment)和有神经细胞毒的CTF两部分（C-terminalfragment）。NTF即sAPP(可溶性APP)，具有(jùyǒu)促进神经轴突生长、突触形成的功能。Aβ的沉积与年龄成正比。第十八页，共一百二十二页。β-siteAPPcleavingE第十九页，共一百二十二页。APP（β-amyloidprecursorprotein）高尔基体N-O-键处糖基化、硫化(liúhuà)、磷酸化细胞膜跨膜蛋白，脑、肺、肾、肌、脾等β-淀粉(diànfěn)样前体蛋白第二十页，共一百二十二页。APP的功能：1.蛋白酶抑制剂；2.促进细胞生长、繁殖；3.促进细胞与细胞、细胞与基质间的粘着；4.细胞表面(biǎomiàn)的受体，与肝素和某些金属离子结合。第二十一页，共一百二十二页。Aβ(amyloidβ-peptide,β-淀粉(diànfěn)样肽)的生成：APP(695AA)

某些蛋白酶降解(jiànɡjiě)(β、γ分泌酶)

Aβ

(39－42AA)APP由两条通路切割:

αγ-分泌(fēnmì)酶介导;生成非病理肽,发生在磷脂丰富区β,γ-分泌酶介导;生成Aβ,发生在鞘磷脂/胆固醇丰富区第二十二页，共一百二十二页。(Non-pathogenicpeptide)微纤维(xiānwéi)形成第二十三页，共一百二十二页。Aβ第二十四页，共一百二十二页。Aβ第二十五页，共一百二十二页。Aβ第二十六页，共一百二十二页。紅色的為老年斑，綠色為小神经(shénjīng)胶质细胞microglia）

第二十七页，共一百二十二页。1.Aβ具有重要生理功能APP分子内信号即是Aβ，Aβ是APP正确转运(zhuǎnyùn)所必需的肽段，具有重要生理功能：a.神经营养作用：正常生理浓度时，促进神经突起生长，神经营养；b.胆碱神经原的调节物质;c.APP经轴突运输的信号第二十八页，共一百二十二页。

抑制胆碱能神经元摄取胆碱和抑制胆碱乙酰转移酶ChAT（胆碱＋乙酰辅酶A＝乙酰胆碱+辅酶A

）活性，使乙酰胆碱合成减少－Aβ是胆碱能神经元的神经调节物，可对胆碱能性神经元造成损害，使突触丢失和神经原功能低下，神经元皱缩(zhòusuō)变小，甚至死亡。许多神经元体积变小是脑老化的重要特征。也是App轴浆转运的信号。树突萎缩(wěisuō)，轴突回缩变厚，胞体树突间出现空泡样包含体2.神经(shénjīng)毒性作用：高于营养浓度

晚期神经元第二十九页，共一百二十二页。Aβ毒性作用机制：抑制神经元对葡萄糖的摄取，增加谷氨酸的释放，胞内钙稳态破坏(pòhuài)、胞内Ca2＋超载，影响M1受体后信息转导，细胞活性氧产生，对各种伤害性刺激反应增强，神经细胞的退行性变性可能是新的细胞死亡形式neurodegenerasis）；如同神经细胞凋亡。第三十页，共一百二十二页。Aβ的间接毒性(dúxìnɡ)可经某些离子中介：

Aβ

[Ca2＋]

Tau蛋白磷酸化

PHF(成对螺旋纤丝)生成第三十一页，共一百二十二页。Aβ与AD

AD(血管(xuèguǎn)损伤和痴呆)

Aβ聚集

与其他蛋白结合并激活许多蛋白质

刺激自由基产生(chǎnshēng)

或连接死亡通路或刺激细胞正常功能所需要的因素,如蛋白酶体

第三十二页，共一百二十二页。痴呆(chīdāi)第三十三页，共一百二十二页。2.神经元纤维缠结（neurifibrillarytangles,NFT）

Alzheimer病(AD)是成人痴呆症中最常见的一种。神经细胞内的神经元纤维缠结(NFT)是其特征性脑损伤之一是神经退行型疾病的细胞内标志.神经元纤维缠结主要成分是成对螺旋(luóxuán)纤丝（Pairedhelicalfilament，PHF）。

Tau－神经细胞的主要微管相关蛋白(microtubuleassociaedprotein，MAP）

泛素PHF第三十四页，共一百二十二页。(1)Tau蛋白

一种分布在中枢神经系统内的低分子量含磷糖蛋白；

Alzheimer‘s型老年痴呆患者脑中存在大量异常修饰Tau蛋白，其对AD病理过程发生有重要作用，脑脊液中的某些磷酸化tau（p-tau）蛋白水平可用于Alzheimer’s病与其他痴呆的鉴别诊断。到目前为止，p-tau蛋白是最佳的Alzheimer‘s病的检测标志。

由细胞骨架功能障碍改变骨架结构,造成受影响的基因(jīyīn)产物堆积而引起的疾病-细胞骨架病.第三十五页，共一百二十二页。正常tau蛋白可分两种:低分子量tau蛋白(LMW-tau)：在中枢神经系统内(4500～6000)高分子量tau蛋(HMW-tau)：在周围(zhōuwéi)神经系统中(9000),这两种tau蛋白均由定位在17号染色体长臂上的基因编码而成.由于转录产物mRNA在转录后剪切修饰过程中的差异,可形成6种异构体.最小的异构体包含352个氨基酸,最大的异构体有441个氨基酸第三十六页，共一百二十二页。6种异构体第三十七页，共一百二十二页。

Tau蛋白在神经原元胞体内合成，经修饰后即磷酸化后进入(jìnrù)轴突，与微管蛋白组装成有功能的微管。

Tau蛋白功能：①诱导与促进微管蛋白聚合成微管；②与新聚合的微管束缚在一起,防止解聚,维持其结构的稳定性。③参与维持细胞形态、信息传递、细胞分裂及运动等重要生物学过程。是轴突生长发育和神经原极性形成的不可缺少的因素。

第三十八页，共一百二十二页。

PHF以右手(yòushǒu)螺旋盘旋而成的双螺旋丝结构

直径22-24nm,每80nm处有一狭窄区,直径10nm.

PHFⅠ在电镜下是单个螺旋丝

PHFⅡ在电镜下是缠结形式存在第三十九页，共一百二十二页。成对螺旋(luóxuán)纤丝（

PairedHelicalFilament,PHF)

第四十页，共一百二十二页。第四十一页，共一百二十二页。AD–tau

有三个级分:1.胞浆非异常修饰(xiūshì)tau(C-tau);2.异常修饰易溶性tau(AD-tau);对calpain（钙蛋白酶）抗性增加3.异常修饰并聚集PHF的tau(PHF–tau).PHFⅠ在电镜下是单个螺旋丝PHFⅡ在电镜下是缠结形式存在,蛋白被泛素化修饰

第四十二页，共一百二十二页。当tau蛋白发生高度磷酸化、异常糖基化、异常糖化以及泛素蛋白化时,形成NFT。tau蛋白失去对微管的稳定作用(zuòyòng),导致神经纤维退化,从而引起神经功能失调。第四十三页，共一百二十二页。正常Tau蛋白形成NFT与下面几个原因密切有关：①过度(guòdù)磷酸化：②糖化和糖基化③截断作用④α-突触核蛋白⑤NFT形成过程第四十四页，共一百二十二页。①过度磷酸化：正常tau蛋白每分子含2个磷酸基，而PHF-tau蛋白异常磷酸化位

21个。正常tau蛋白2-3Mol磷酸/Mtau，AD-tau5-9Mol磷酸/Mtau保持(bǎochí)tau蛋白磷酸化的正常范围是需要蛋白磷酸激酶和蛋白磷酸酯酶二组酶活性保持(bǎochí)相对稳定。研究表明，磷酸酯酶活性降低可能与tau蛋白过度磷酸化有关。微管结构破坏,正常轴突转运受损引起突触丢失,神经元功能受损,发生神经退行型病变.第四十五页，共一百二十二页。第四十六页，共一百二十二页。

tau蛋白磷酸化：AD发生时可能有几种(jǐzhǒnɡ)蛋白激酶参与Tau蛋白的异常过度磷酸化：体外可使tau磷酸化的有：1.PKA:可参与tau的过度磷酸化、PHF和NFT的形成；2.CaMKⅡ可催化tau蛋白262位丝氨酸发生磷酸化，但只抑制其促微管组装活性的40%;3.GSK3（糖原合酶激酶）4.MAPK（丝裂原激活蛋白激酶）？5.CDK5（cyclin－dependentkinase5）？第四十七页，共一百二十二页。成对螺旋(luóxuán)纤丝第四十八页，共一百二十二页。异常磷酸化的tau蛋白不易被CANP(钙离子(lízǐ)激活中性蛋白酶)水解,去磷酸化降低tau蛋白对CANP的抵抗性。第四十九页，共一百二十二页。②糖化和糖基化糖化(Glycation)是指蛋白质分子自身的ε-NH3与细胞内糖类(tánɡlèi)物质的醛基，经氧化形成Shiff碱，再经分子内重排而形成不溶性的交联物。

糖基化(Glycosylation)指在特定的糖基转移酶作用下，糖基通过共价键与蛋白质形成糖蛋白。研究证明，AD发生时tau蛋白与糖化和糖基化有关的修饰。第五十页，共一百二十二页。③截断作用(truncation)

指tau蛋白N－端或C－端被酶切除而使分子变短的过程。截断后的tau蛋白易于形成二聚体，失去与微管(wēiɡuǎn)蛋白结合的能力。

在实验性小脑颗粒细胞的凋亡过程中出现了17×103的可溶性、脱磷酸的片段，造成微管破裂、细胞凋亡，这个过程中主要由calpain(钙蛋白酶)和caspase-3依赖的蛋白裂解引起和68~69×103的PHFtau相对增加所触发。所以tau蛋白截断是细胞凋亡和PHF形成过程中的重要环节之一。

第五十一页，共一百二十二页。④α-突触核蛋白(α

-synuclein，SNCA)：

1993年，Ueda等在人类阿尔茨海默病(AD)淀粉样斑块中的非AD蛋白成分中分离得到一种新的蛋白质，并命名为非-淀粉样蛋白组分，

一种丰富(fēngfù)细胞内蛋白质,在突触尤其丰富(fēngfù),可能作为分子伴侣,调节PKC,PLD等,聚集对神经元有毒性，

已在SP中发现，它由140个氨基酸组成，其中61~95的35个氨基酸肽段可与Aβ结合，促进Aβ沉积。这种肽段在SP中的含量可达Aβ的10%。第五十二页，共一百二十二页。⑤NFT形成过程NFT的主要成分是成对螺旋纤丝（PHF）。PHF的主要亚单位是过度磷酸化的Tau蛋白。过度磷酸化是形成PHF的最起始的步骤。过度磷酸化的Tau蛋白丧失与微管蛋白组装(zǔzhuānɡ)为微管的能力。虽然这种Tau蛋白脱磷酸后仍可恢复结合微管蛋白功能，但却易于聚合成PHF。第五十三页，共一百二十二页。

在过度磷酸化的基础上，Tau蛋白发生糖基化和糖基化修饰，从而形成对酶解有抵抗(dǐkàng)的交联物。Tau蛋白截断也可能与过度磷酸化关系不大。神经元由于微管破坏，功能丢失，导致神经原死亡。而NFT仍残留在形成的部位，成为永久性的标记。第五十四页，共一百二十二页。神经原纤维(xiānwéi)缠结Neurifibrillarytangles(NFT)

第五十五页，共一百二十二页。NFT（神经元纤维(xiānwéi)缠结）第五十六页，共一百二十二页。第五十七页，共一百二十二页。痴呆(chīdāi)第五十八页，共一百二十二页。脑老化的可能机制（一）代谢紊乱1.氧化应激-第一要素：诱导神经元死亡(sǐwáng)而致:自由基氧化导致DNA突变、脂质氧化等。分裂细胞不断地更新器官有助于降低氧化反应的影响，而神经元不能分裂，氧化产物不断积累。

2.蛋白质聚集－第二要素：蛋白质糖化和各种原因引起的大分子物质的交联－蛋白聚集物的稳定积累对神经元的进行性刺激,引起稳定的进行性的损伤和细胞死亡。第五十九页，共一百二十二页。Aβ、Tau蛋白(dànbái)聚集导致与其他蛋白(dànbái)结合并激活许多蛋白(dànbái)质,进而刺激自由基产生或连接死亡通路或刺激细胞正常功能所需要的因素,如蛋白酶体。3.DNA和RNA改变。线粒体DNA不稳定，点突变比正常人高，导致海马区出现凋亡。第六十页，共一百二十二页。Aβ可结合神经元上的许多蛋白质，有些(yǒuxiē)蛋白质与细胞死亡级联反应连接，如p75NGFR、RAGE受体、Ⅱ型清除受体等。Aβ与p75NGFR的结合刺激JNK介导的细胞应激反应和Caspase9介导的凋亡反应。RAGE受体(

高级糖化终末产物受体)－清除已被非酶催化的糖基化反应的蛋白质（非酶催化的糖基化反应发生在自由基和蛋白质间的共价反应）。尤其小胶质细胞摄取Aβ作用比神经元更强。第六十一页，共一百二十二页。

高级糖化终末产物受体-清除已被非酶催化(cuīhuà)的糖基化反应的蛋白质NMDAreceptor：N－甲基－D－天冬氨酸受体第六十二页，共一百二十二页。2O2﹣+2H+

SODH2O2+O2

H2O+O2

过氧化氢(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)酶SOD：超氧化物(chāoyǎnɡhuàwù)歧化酶(superoxidedismutase)消除(xiāochú)自由基：第六十三页，共一百二十二页。

谷胱甘肽过氧化物(ɡuòyǎnɡhuàwù)酶

H2O2(ROOH)H2O(ROH+H2O)2G–SHG–S–S–GNADP+NADPH+H+

谷胱甘肽还原酶

含硒的谷胱甘肽过氧化物(ɡuòyǎnɡhuàwù)酶

谷胱甘肽过氧化物(ɡuòyǎnɡhuàwù)酶(glutathioneperoxidase)谷胱甘肽还原酶(glutathionereductase)第六十四页，共一百二十二页。（二）代谢(dàixiè)产物清除障碍1.少量NFT与泛素结合：AD病人PHF－Tau增加几百倍，泛素亦增加，但它们成为NET的成分，NFT对酶降解抵抗不能清除。2.

2巨球蛋白（

2M）：可与Aβ结合而不形成沉淀或纤丝。

2M与受体结合后，可将与

2M结合的Aβ内化而降解。3.神经存活因子活性降低：神经营养因子、神经生长因子等活性降低。第六十五页，共一百二十二页。第六十六页，共一百二十二页。第六十七页，共一百二十二页。NeuronalWnt/β-catenin信号(xìnhào)途径与AD的发生第六十八页，共一百二十二页。

1982年在小鼠乳腺癌发现了Wnt基因，由于此基因激活小鼠乳腺癌相关基因的插入（insertion），最初命名为Intl癌基因。后发现该基因在小鼠的正常胚胎的发育中起重要作用，相当果蝇的无翅(Wingless）基因，其编码的蛋白在细胞间传递生长和发育信息，可控制胚胎轴向的正常发育。将Wingless与Intl结合称为(chēnɡwéi)Wnt基因。人的Wnt基因位于12q13。第六十九页，共一百二十二页。

NeuronalWnt/β-catenin(β-链蛋白)信号途径Wnt信号途径在细胞黏附,细胞分化等方面起重要作用(zuòyòng),参与胚胎发育,细胞生长调节等过程.

第七十页，共一百二十二页。1.Wnt信号与器官发生：参与海马回、中脑、大脑的发育、生长锥的重建、肢体(zhītǐ)起始、顶端外胚层建立等；2.Wnt信号与细胞特化和干细胞：皮肤干细胞、肠细胞、脂肪细胞、造血细胞的分化；3.Wnt信号与肿瘤发生：乳腺癌、结肠癌、黑色素瘤、原发肝癌等。第七十一页，共一百二十二页。Wnt有四个分支:1.典型Wnt/β-catenin信号通路;2.平面细胞(xìbāo)极性通路；3.Wnt/Ca2+通路：激活PLC、PKC；4.调节纺锤体方向和非对称细胞分裂的胞内通路第七十二页，共一百二十二页。Wnt/β-catenin信号途径的主要成分：

1.Wnt被称为形态发生素（morphogen）,细胞外因子－是胚胎发育过程中调节细胞生长、移动和分化的旁分泌性糖蛋白，Wnts通路的许多(xǔduō)组分在肿瘤形成中也起作用.2.跨膜受体－Frizzled，Fzd：卷曲蛋白，为7次跨膜蛋白，结构类似于G蛋白偶联型受体

3.辅助受体-LRP5/6

（低密度脂蛋白受体相关蛋白-5和-6，）第七十三页，共一百二十二页。4.蓬乱蛋白（Dishevelled，Dsh/Dvl），Dsh能切断β-catenin的降解途径5.轴蛋白（Axin）：是一种支架(zhījià)蛋白，具有多个与其它蛋白作用的位点，能将APC、GSK-3β、β-catenin、CK1结合在一起。因此属于Wnt途径的正调控因子（conductin）。6.APC：是一种抑癌基因，其突变引起良性肿瘤——结肠腺瘤样息肉（adenomatouspolyposiscoli），APC蛋白的作用是增强降解复合体与β-catenin的亲和力。第七十四页，共一百二十二页。7.GSK-3β(糖原合酶激酶，glycogensynthasekinase-3β)是一种蛋白激酶，在没有Wnt信号时，GSK-3β能将磷酸基团加到β-catenin氨基端的丝氨酸/苏氨酸残基上，磷酸化的β-catenin再结合到β-TRCP蛋白上，受泛素的共价修饰，被蛋白酶体(proteasome）降解(jiànɡjiě)。8.β-catenin(β-链蛋白）是一种多功能的蛋白质，在细胞连接处将钙粘蛋白与细胞骨架连接起来，参与形成粘合带，稳定细胞黏附功能；而游离的β-catenin可进入细胞核，调节基因表达.

第七十五页，共一百二十二页。9.TCF-T细胞因子10.LEF(lymophoidenhancerfactor)-淋巴细胞增强因子(yīnzǐ)11.CK1：酪蛋白激酶（caseinkinase1），能将β-catenin的Ser45磷酸化，随后GSK-3β将β-catenin的Thr41、Ser37、Ser33磷酸化

第七十六页，共一百二十二页。胞膜中β-cat大部分与胞膜上钙黏蛋白(dànbái)（cadherin）的胞内段及胞内的α-cat结合，使之附着于细胞骨架蛋白－肌动蛋白（actin）上，介导同型胞间黏附。第七十七页，共一百二十二页。Catenin细胞质膜:介导钙粘着蛋白与微丝骨架连接(liánjiē)-同型胞间黏附；细胞质:已可溶性分子(fēnzǐ)自由存在核内:与TCF(T细胞因子),LEF(淋巴细胞增强(zēngqiáng)因子)等转录因子结合三种β-cateninα-Cateninβ-Cateninγ-Catenin第七十八页，共一百二十二页。胞膜中β-cat大部分与胞膜上钙黏蛋白（cadherin）的胞内段及胞内的α-cat结合，使之附着(fùzhuó)于细胞骨架蛋白－肌动蛋白（actin）上，介导同型胞间黏附。第七十九页，共一百二十二页。β-cat磷酸化增加与泛素结合降解，胞质内含量(hánliàng)减少第八十页，共一百二十二页。β-cat是Wnt通路的关键成分。1.正常(zhèngcháng)无Wnt信号时，胞膜中β-cat大部分与胞膜上钙黏蛋白（cadherin）的胞内段及胞内的α-cat结合，使之附着于细胞骨架蛋白－肌动蛋白（actin）上，介导同型胞间黏附；

2.少部分与胞质内APC蛋白、GSK-3β、轴蛋白（axin）等结合成多蛋白复合体，参与Wnt信号通路调节细胞增殖。第八十一页，共一百二十二页。Fzd受体活化(huóhuà)Dsh/Dvl蛋白

GSK-3β活性

β-catenin磷酸(línsuān)化Wnt信号(xìnhào)存在第八十二页，共一百二十二页。胞质β-catenin含量(hánliàng)升高β-catenin积累(jīlěi)进入核内与TCF,LEF等转录因子(yīnzǐ)结合靶基因表达细胞增殖细胞凋亡第八十三页，共一百二十二页。Wnt信号(xìnhào)减弱GSK-3β活性胞质β-catenin磷酸化Tau蛋白(dànbái)磷酸化泛素化降解(jiànɡjiě)胞质β-catenin含量Aβ阻断Wnt-靶基因表达神经元死亡第八十四页，共一百二十二页。

Wnt信号正常(zhèngcháng)，

GSK-3β活性降低：

胞质β-catenin含量升高，促进增殖

Tau蛋白磷酸化减少，Aβ生成减少Wnt信号减弱

，GSK-3β活性升高(shēnɡɡāo)

胞质β-catenin含量下降，促进凋亡

Tau蛋白磷酸化增强，Aβ生成增加，抑制(yìzhì)AD发生促进AD发生第八十五页，共一百二十二页。NeuronalWnt/β-catenin信号途径及对抗Aβ毒性的神经保护(bǎohù)因素第八十六页，共一百二十二页。

AD时，Wnt信号减弱,GSK-3β活性增加,导致神经(shénjīng)退行性病变,神经元死亡.1.Li+

－GSK-3β的抑制剂－作为神经保护剂通过Wnt/β-catenin信号途径对抗Tau蛋白的磷酸化,抑制胞质β-catenin磷酸化，防止过渡降解及抗凋亡,稳定微管系统。锂盐激活Wnt信号,可能用于AD的长期治疗.

第八十七页，共一百二十二页。正常时β-catenin主要存在于胞质,核里少;Aβ增加后,胞质的β-catenin明显(míngxiǎn)减少;加入Li+

和AchE(胆碱酯酶)后,胞浆β-catenin明显增加，β-catenin进入核激活Wnt信号通路,抗凋亡.第八十八页，共一百二十二页。第八十九页，共一百二十二页。cAβ+AchEAβ+AchE+Liβ-CatFig.4Aβ、Aβ-AchE和Li影响(yǐngxiǎng)胞质β–catenin含量A.immunofluoresenceB.Immunoblotofβ-catenin-第九十页，共一百二十二页。Fig.4.Amyloidandamyloid–AChEcomplexesdestabilizedcytosolicβ-catenin.Seven-day-oldculturedrathippocampalneurons(95%pureneurons)weretreatedwithamyloidoramyloid–AChEcomplexes(5μM)intheabsenceorpresenceof100μMlithiumchloride.(A)β-cateninimmunofluoresenceofuntreatedneurons(toppanel)orneuronstreatedwithamyloid–AChEcomplexesintheabsence(middlepanel)orpresenceoflithium(bottompanel).(B)Immunoblotofβ-catenininnuclearandcytosolicfractions.Theneuronsweretreatedwithamyloidoramyloid–AChEcomplexesintheabsenceorpresenceoflithiumandbothcytosolicandnuclearβ-cateninwereanalyzedbyWesternblot.Thesignalwasquantifiedbydensitometryandthevalueswereexpressedwithrespecttountreatedcells.第九十一页，共一百二十二页。2.PPARs(过氧化物酶体增殖激活受体-类固醇受体)是调节(tiáojié)脂肪分化的重要调节(tiáojié)物,其通过Wnt/β-Catenin

途径发挥保护作用.TGZ（Troglitazone）-PPARs的激活剂对凋亡刺激有调节作用,有神经保护作用.

TGZ可使胞浆的β-catenin增加,减少Aβ引起的神经毒性，促进神经末梢分化。使胞浆β-cat增加，使神经元存活能力加强。第九十二页，共一百二十二页。TGZ为PPARs的激活剂；GW9662PPARs的抑制剂Fig.6.PPARs的激活剂-TGZ增加胞质β-cat

，保护细胞(xìbāo)对抗AβConfocalimmunofluoresenceanalysis,WesternblotandtheMTTreductionassay,TGZ可使海马神经元轴突直径增加，促进神经末梢分化。使胞质β-cat增加，存活能力加强。GW9662使存活能力下降。微管相关(xiāngguān)蛋白第九十三页，共一百二十二页。Fig.6.Troglitazoneincreasescytosolicβ-cateninandneuroprotectsagainstAβ-inducedtoxicity.Primaryhippocampalneuronswereteatedwiththeantidiabeticthiazolidinedionedrug,troglitazone(TGZ)andanalyzedforβ-cateninproteinlevelsandcellviabilityagainstAβ-inducedtoxicity.(A)Confocalimmunofluoresenceanalysisofβ-cateninandMAP1Bproteinin1μMTGZtreatedneuronsfor24h.Noteincreasedcytoplasmicβ-cateninlevelsandaxonalcaliberengrossment(arrow).(B)TGZactivatesWnt/β-cateninsignalingandattenuatesAβ-dependentneurotoxicity.Hippocampalneuronswereincubatedwith5μMAβfibrilsinthepresenceorabsenceofTGZ(10μM)orGW9662(10μM).After2or24h,cytoplasmaticβ-cateninlevelsandcellviabilityweredeterminedbyWesternblotandtheMTTreductionassay,respectively.ValuesrepresentthemeanFS.E.M.inrelationtocontrolcells.第九十四页，共一百二十二页。3.乙酰胆碱受体激活剂:通过激活Wnt/β-Catenin途径,起神经保护作用。AF267B(乙酰胆碱受体激活剂)–GSK3β－β-Cat促进(cùjìn)细胞增殖PNZ-乙酰胆碱受体拮抗剂-GSK3β－β-CatAchE(acetylcholinesterase)促进Aβ形成（AchE在SP中与Aβ形成Aβ－AchE复合物毒性大于

(Aβ)。胆碱酯酶(AchE)的抑制剂（tacrine）-抑制乙酰胆碱的分解，用于AD的治疗。第九十五页，共一百二十二页。AF267B(乙酰胆碱受体激活剂)–GSK3ββ-Cat促进增殖(zēngzhí)

PNZ-乙酰胆碱受体拮抗剂-GSK3ββ-Cat促进凋亡Fig.7.乙酰胆碱受体激活剂-AF267B抑制(yìzhì)GSK-3β活性，增加胞质β-Cat

immunoprecipitatesWesternblotandtheMTTreductionassay,

AF267B-乙酰胆碱受体激活剂PNZ-乙酰胆碱受体拮抗剂MTTWesternblot第九十六页，共一百二十二页。Fig.7.TheGSK-3βactivityincreaseassociatedtoAβ-neurotoxicityandWnt/h-cateninsignalinginhibitionispreventedbyM1mAChRactivationinhippocampalneurons.(A)Cellswereco-treatedwith5μMAβwithorwithout10μMAF267Binthepresenceorabsenceof10nMPNZ.GSK-3hactivitywasmeasuredinGSK-3himmunoprecipitatesbyscintillationcountingandexpressedaspercentageinrelationtothecontrolactivityofuntreatedneurons.(*pb0.001;**pb0.005Studentt-test).(B)Hippocampalneuronswereincubatedwith5μMAβfibrils,inthepresenceorabsenceof10μMAF267Band10nMPNZ.After2or24h,cytoplasmatich-cateninlevelsandcellviabilityweredeterminedbyWesternblotandtheMTTreductionassay,respectively.ValuesrepresentthemeanFS.E.M.inrelationtocontrolcells.第九十七页，共一百二十二页。

泛素-

蛋白酶体系统(xìtǒng)

与NFT第九十八页，共一百二十二页。

泛素-蛋白酶体系统（Ubiquitin-proteasomesystem,UPS）与NFT：可高度选择性的降解蛋白质，清除细胞内异常聚集和错误折叠的蛋白质。其与神经退性性疾病的发病有关。

1.蛋白酶体与tau的降解作用：Tau是蛋白酶体的底物。26S蛋白酶体通过泛素依赖型方式降解tau。细胞内正常tau以非折叠结构(jiégòu)存在，可被蛋白酶体降解。第九十九页，共一百二十二页。2.蛋白酶体功能(gōngnéng)异常和NFT：AD患者的蛋白酶体功能异常，是导致PHF形成NFT的原因。AD中蛋白酶体功能下降的原因：a.泛素突变体抑制蛋白酶体的活性；b.氧化应激引起蛋白酶体异常修饰；氧化应激引起蛋白质共价交联，导致蛋白酶体不能清除异常蛋白质。第一百页，共一百二十二页。

NFT由异常磷酸化的tau组成，异常磷酸化的tau在AD中聚集成PHF，进而形成NFT。

蛋白酶体功能下降导致异常蛋白质清除障碍，是形成NFT的原因。c.AD的tau蛋白质异常修饰增多，加重蛋白酶体的降解负担，导致蛋白酶体不能有效地清除细胞(xìbāo)内的异常蛋白质。tau蛋白质异常修饰增多发挥重要作用。第一百零一页，共一百二十二页。泛素(ubiquitin)76个氨基酸组成(zǔchénɡ)的多肽(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解第一百零二页，共一百二十二页。

第一百零三页，共一百二十二页。UbiquitinationprocessE1：泛素激活(jīhuó)酶E2：泛素结合(jiéhé)酶E3：泛素蛋白连接酶(辨认(biànrèn)指定蛋白)UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS

E1HS-E2HS-E1UBCOSE2UBCOSE1UB：泛素Pr：被降解蛋白质PrHS-E2UBCOSE2UBCNHOE3Pr第一百零四页，共一百二十二页。E1-激活泛素分子；激活的泛素被转移至E2的巯基上；E2将泛素固定在需要降解的蛋白质上E3具有辨认蛋白质的功能，将活化的泛素转给要降解的蛋白质的ε－氨基(ānjī)形成异肽键。泛素化的蛋白质在蛋白酶体降解。第一百零五页，共一百二十二页。泛素介导的蛋白质降解(jiànɡjiě)过程：第一百零六页，共一百二十二页。

早老素与AD

第一百零七页，共一百二十二页。早老素(presenilin,PS)有关，其突变和早老性痴呆遗传类型有关。PS是细胞－细胞连接粘合连接成分－8次跨膜蛋白,PS-1PS-2的异常表达加剧细胞骨架造成的分泌缺陷，促进形成APP堆积，为AD的标志(biāozhì)。PS分为PS-1和PS-2,属进化保守基因家族成员。PS-1位于14号染色体(14q24.3)PS-2位于1号染色体(1q31～q42)。第一百零八页，共一百二十二页。

PS1－467个AA，脑及外周组织PS2－448个AA，心肌，骨骼肌等PS位于内质网、高尔基体、核膜等膜性细胞器，

在胚胎神经系统形成、中轴骨骼发育和体节发生中起重要作用;参与(cānyù)凋亡、Aβ的生成、tau磷酸化等AD的病理过程.第一百零九页，共一百二十二页。PS是细胞－细胞连接粘合连接成分－8次跨膜蛋白PS作为γ分泌酶直接参与APP的代谢过程(guòchéng)，促进Aβ的形成第一百一十页，共