脑老化课件.ppt

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1、关于脑老化第1页，此课件共122页哦学习学习（learning）指我们获得新知识）指我们获得新知识或新技能的过程。或新技能的过程。记忆记忆（memory）指将这种知识或新技指将这种知识或新技能编码、储存及随后读出的过程。能编码、储存及随后读出的过程。第2页，此课件共122页哦海参(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学习记忆EricKandel 2000年诺贝尔生理年诺贝尔生理/医学奖医学奖美国哥伦比亚大学美国哥伦比亚大学炉架炉架喷水管温和刺激温和刺激 喷水管喷水管 鳃和喷水管收缩鳃和喷水管收缩(缩鳃反射缩鳃反射)第3页，此课件共122页哦第4页，此

2、课件共122页哦短期记忆：短期记忆：几分钟几小时几分钟几小时弱刺激弱刺激cAMPPK特定的离子通道蛋白磷酸化特定的离子通道蛋白磷酸化Ca2+进入进入神经递质释放神经递质释放短期记忆短期记忆第5页，此课件共122页哦长期记忆：几个星期长期记忆：几个星期 强强刺刺激激cAMPPK不不同同蛋蛋白白磷磷酸酸化化产产生生新新蛋蛋白白质质突突触触结结构构功功能能改改变变(形形状状增增大大，突突触触功功能能持持久久增增强强)神神经经递递质质释释放放长期记忆长期记忆如如果果新新蛋蛋白白质质合合成成被被阻阻止止长长期期记记忆忆将将消消失失，短期记忆不受影响短期记忆不受影响。第6页，此课件共122页哦老化老化(a

3、geing)：老化是一种：老化是一种生理过程生理过程，指的是增龄变化。，指的是增龄变化。衰老衰老(senility)：衰老是一种：衰老是一种病理改变病理改变，是指过早、过，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。指有机体性成熟后所发生的与时间有关的各种改变。在此阶段中形态结构出现衰退现象，伴随着功能的下在此阶段中形态结构出现衰退现象，伴随着功能的下降，有机体对环境的应激能力也相应减弱降，有机体对环境的应激能力也相应减弱。第7页，此课件共122页哦脑老化脑老化：是人体增龄过程中，神经元缓

4、慢：是人体增龄过程中，神经元缓慢发生的退行性改变发生的退行性改变(神经原群体缺失和包涵神经原群体缺失和包涵体的形成体的形成)，表现为脑体积减少，神经功能，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。对外环境的适应能力降低。第8页，此课件共122页哦神经系统老化表现：神经系统老化表现：（一）脑的大体改变（一）脑的大体改变脑组织出现脑回缩小、脑沟变宽，以额、颞、脑组织出现脑回缩小、脑沟变宽，以额、颞、顶叶为最明显。顶叶为最明显。由于脑体积减少，含液体的腔隙由于脑体积减少，含液体的腔隙增加，使脑体积和颅腔容量的比例逐渐下降

5、。脑增加，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，第现脑室角变钝，第3、4脑室和大脑导水管也可扩大。脑室和大脑导水管也可扩大。第9页，此课件共122页哦（二）细胞水平的改变（二）细胞水平的改变神经元在神经元在生后停止分裂，即数目不再增加生后停止分裂，即数目不再增加。现。现在认为很多在认为很多神经元变小、萎缩的增龄变化是脑体神经元变小、萎缩的增龄变化是脑体积减少的主要原因积减少的主要原因。大多数脑干颅神经如耳蜗、。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滑车、外展和面神经核的神

6、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，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。但背缝核的无改变。第10页，此课件共122页哦 在下丘脑、乳头体无神经元丢失，视上核在下丘脑、乳头体无神经元丢失，视上核和室旁核的细胞密度无改变，而含加压素和室旁核的细胞密度无改变，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减少。但它们含血管活性肠肽的细胞数没有改变。有改变。第11页，此课件共122页哦（三）分子水平改

7、变三）分子水平改变神经元在分子水平上的增龄改变，主要表现在两个方面：神经元在分子水平上的增龄改变，主要表现在两个方面：老年斑老年斑（senileplague,SP)（细胞外）（细胞外）神经元纤维缠结神经元纤维缠结（Neurofibrillarytangle,NFT)的形的形成（细胞内）它们可在青壮年时出现，且逐渐增加，百成（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岁老人的发生率可达100%。第12页，此课件共122页哦 阿尔茨海默病阿尔茨海默病(Alzheimer,s disease,AD)第13页，此课件共122页哦阿尔茨海默病阿尔茨海默病(AD)是病因未明的原发性退行

8、性脑变性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，缓慢进疾病。多起病于老年前期或老年期，潜隐起病，缓慢进展，展，以智能损害以智能损害为主。病理改变主要为皮层弥漫性为主。病理改变主要为皮层弥漫性脑萎缩，神经元大量减少，并可见脑萎缩，神经元大量减少，并可见老年斑、神经元老年斑、神经元纤维缠结纤维缠结、颗粒性空泡小体颗粒性空泡小体等病变等病变.第14页，此课件共122页哦1911.2.6-2004.6.5第15页，此课件共122页哦我国我国65岁及以上老人占总人口的比例从岁及以上老人占总人口的比例从1990年的年的5.57%增至增至2000年的年的6.96%,现已达现已

9、达8811万。万。我国目前老年期痴呆的患病人数约占全世界老年期痴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呆患者的1/4。但这些患者的就诊率非常低。但这些患者的就诊率非常低。病程病程20年，早期年，早期9年，中度年，中度5年，恶化年，恶化6年。年。死亡率占第四（心脏病，肿瘤，中风）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，意识模糊。死于肺炎，记忆力障碍，情绪改变，行为异常，意识模糊。死于肺炎，尿路感染等。尿路感染等。在在9月月21日世界阿尔茨海默病日日世界

10、阿尔茨海默病日(世界老年痴呆日世界老年痴呆日)。第16页，此课件共122页哦AD的病理性结构改变的病理性结构改变：细胞内细胞内神经原纤维缠结神经原纤维缠结(NFT):NFT沉积在沉积在海马、新皮质的锥体细胞等；海马、新皮质的锥体细胞等；细胞外细胞外老年斑老年斑（SP）:弥散性老年斑弥散性老年斑A蛋白聚集，海马、额叶皮质；蛋白聚集，海马、额叶皮质；第17页，此课件共122页哦1.1.老年斑老年斑（SP）SP主要由主要由淀粉样肽（淀粉样肽（-amyloid,A）沉积而成。）沉积而成。A由由3943个氨基酸组成，它来自相对分子质量大的前体蛋白个氨基酸组成，它来自相对分子质量大的前体蛋白（-Amylo

11、idprecursorprotein,APP)。APP由由695个氨基个氨基酸组成（酸组成（APP695），包括有），包括有神经保护作用的神经保护作用的NTF(N-C-terminalfragment)和有神经细胞毒的和有神经细胞毒的CTF两部分（两部分（C-terminalfragment）。）。NTF即即sAPP(可溶性可溶性APP)，具有促，具有促进神经轴突生长、突触形成的功能。进神经轴突生长、突触形成的功能。A的沉积与年龄成的沉积与年龄成正比。正比。第18页，此课件共122页哦-siteAPPcleavingE第19页，此课件共122页哦APP（-amyloidprecursorpro

12、tein）高尔基体高尔基体N-O-键处糖基化、硫化、磷酸化键处糖基化、硫化、磷酸化细胞膜跨膜蛋白细胞膜跨膜蛋白，脑、肺、肾、肌、脾等，脑、肺、肾、肌、脾等-淀粉样前体蛋白第20页，此课件共122页哦APP的功能：的功能：1.1.蛋白酶抑制剂；蛋白酶抑制剂；2.2.促进细胞生长、繁殖；促进细胞生长、繁殖；3.3.促进细胞与细胞、细胞与基质间的粘着；促进细胞与细胞、细胞与基质间的粘着；4.4.细胞表面的受体，与肝素细胞表面的受体，与肝素 和某些金属离子和某些金属离子结合。结合。第21页，此课件共122页哦A(amyloid-peptide,-淀粉样肽)的生成：的生成：APP(695AA)某些蛋白酶

13、降解某些蛋白酶降解(、分泌酶分泌酶)A(3942AA)APP由两条通路切割由两条通路切割:-分泌酶介导分泌酶介导;生成非病理肽生成非病理肽,发生在磷脂丰富区发生在磷脂丰富区,-分泌分泌酶介导酶介导;生成生成A,发生在鞘磷脂发生在鞘磷脂/胆固醇丰富区胆固醇丰富区第22页，此课件共122页哦(Non-pathogenic peptide)微纤维形成第23页，此课件共122页哦A第24页，此课件共122页哦A第25页，此课件共122页哦A第26页，此课件共122页哦紅色的為老年斑，綠色為小神经胶质细胞紅色的為老年斑，綠色為小神经胶质细胞 microglia）第27页，此课件共122页哦1.A具有重要

14、生理功能具有重要生理功能APP分子内信号即是分子内信号即是A，A是是APP正确转运所必需的肽段，正确转运所必需的肽段，具有重要生理功能：具有重要生理功能：a.神经营养作用：神经营养作用：正常生理浓度时，正常生理浓度时，促进神经突起生长，神促进神经突起生长，神经营养；经营养；b.胆碱神经原的调节物质胆碱神经原的调节物质;c.APP经轴突运输的信号经轴突运输的信号第28页，此课件共122页哦 抑制胆碱能神经元摄取胆碱和抑制胆碱乙酰转移酶抑制胆碱能神经元摄取胆碱和抑制胆碱乙酰转移酶ChAT（胆碱乙酰胆碱乙酰辅酶辅酶A乙酰胆碱乙酰胆碱+辅酶辅酶A）活性，使）活性，使乙酰胆碱合成减少乙酰胆碱合成减少A是

15、胆碱能神经元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，神经元皱缩变小，甚至死亡。下，神经元皱缩变小，甚至死亡。许多神经元体积变小是脑老化的重要许多神经元体积变小是脑老化的重要特征特征。也是也是App轴浆转运的信号。轴浆转运的信号。树突萎缩，轴突回缩变厚，树突萎缩，轴突回缩变厚，胞体树突间出现空泡样包含体胞体树突间出现空泡样包含体2.2.神经毒性作用神经毒性作用：高于营养浓度高于营养浓度 晚期神经元晚期神经元第29页，此课件共122页哦A毒性作用机制：毒性作用机制：抑制神经元对葡萄糖的摄取

16、，抑制神经元对葡萄糖的摄取，增加谷氨酸的释放，增加谷氨酸的释放，胞内钙稳态破坏、胞内胞内钙稳态破坏、胞内Ca2超载，超载，影响影响M1受体后信息转导，受体后信息转导，细胞活性氧产生，细胞活性氧产生，对各种伤害性刺激反应增强，对各种伤害性刺激反应增强，神经细胞的退行性变性可神经细胞的退行性变性可能是新的细胞死亡形式能是新的细胞死亡形式neurodegenerasis）；如同）；如同神经神经细胞凋亡。细胞凋亡。第30页，此课件共122页哦A的间接毒性可经某些离子中介：的间接毒性可经某些离子中介：ACa2Tau蛋白蛋白磷酸化磷酸化PHF(成对螺旋纤丝成对螺旋纤丝)生成生成第31页，此课件共122页哦

17、A与与ADAD(血管损伤和痴呆血管损伤和痴呆)A聚集聚集与其他蛋白结合并激活许多蛋白质与其他蛋白结合并激活许多蛋白质刺激刺激自由基产生自由基产生 或或连接死亡通路连接死亡通路 或或刺激细胞正常功能所需要的因素刺激细胞正常功能所需要的因素,如蛋白酶体如蛋白酶体 第32页，此课件共122页哦痴呆第33页，此课件共122页哦2.神经元纤维缠结（神经元纤维缠结（neurifibrillarytangles,NFT）Alzheimer病病(AD)是成人痴呆症中最常见的一种。神经细胞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内的神经元纤维缠结(NFT)是其特征性脑损伤之一是其特征性脑损伤之一是

18、神经退行是神经退行型疾病的细胞内标志型疾病的细胞内标志.神经元纤维缠结神经元纤维缠结主要成分是主要成分是成对螺旋纤丝成对螺旋纤丝（Pairedhelicalfilament，PHF）。）。Tau神经细胞的主要微管相关蛋白神经细胞的主要微管相关蛋白(microtubuleassociaedprotein，MAP）泛素泛素PHF第34页，此课件共122页哦(1)Tau蛋白蛋白一种分布在中枢神经系统内的低分子量含磷糖蛋白；一种分布在中枢神经系统内的低分子量含磷糖蛋白；Alzheimers型老年痴呆患者脑中存在大量异常修饰型老年痴呆患者脑中存在大量异常修饰Tau蛋蛋白，其对白，其对AD病理过程发生有重

19、要作用，脑脊液中的某些病理过程发生有重要作用，脑脊液中的某些磷酸化磷酸化tau（p-tau）蛋白水平可用于）蛋白水平可用于Alzheimers病与其他病与其他痴呆的鉴别诊断。到目前为止，痴呆的鉴别诊断。到目前为止，p-tau蛋白是最佳的蛋白是最佳的Alzheimers病的检测标志。病的检测标志。由细胞骨架功能障碍改变骨架结构由细胞骨架功能障碍改变骨架结构,造成受影响的基因产造成受影响的基因产物堆积而引起的疾病物堆积而引起的疾病-细胞骨架病细胞骨架病.第35页，此课件共122页哦正常正常tau蛋白可分两种蛋白可分两种:低分子量低分子量tau蛋白蛋白(LMW-tau)：在中枢神经系统内在中枢神经系

20、统内(45006000)高分子量高分子量tau蛋蛋(HMW-tau)：在周围神经系统中在周围神经系统中(9000),这两种这两种tau蛋白均由定位在蛋白均由定位在17号染色体长臂上的号染色体长臂上的基因编码而成基因编码而成.由于转录产物由于转录产物mRNA在转录后剪切修饰过程中的差异在转录后剪切修饰过程中的差异,可形成可形成6种异构体种异构体.最小的异构体包含最小的异构体包含352个氨基酸个氨基酸,最大的异构体有最大的异构体有441个氨基酸个氨基酸第36页，此课件共122页哦6种异构体种异构体第37页，此课件共122页哦Tau蛋白在神经原元胞体内合成，经修饰后即磷酸化后进蛋白在神经原元胞体内合

21、成，经修饰后即磷酸化后进入轴突，与微管蛋白组装成有功能的微管。入轴突，与微管蛋白组装成有功能的微管。Tau蛋白功能：蛋白功能：诱导与促进微管蛋白聚合成微管；诱导与促进微管蛋白聚合成微管；与新聚合的微管束缚在一起与新聚合的微管束缚在一起,防止解聚防止解聚,维持其结构的稳定维持其结构的稳定性。性。参与维持细胞形态、信息传递、细胞分裂及运动等重要生参与维持细胞形态、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因素。第38页，此课件共122页哦PHF以右手螺旋盘旋而成的双螺旋丝结构以右手螺旋盘旋而成的双螺旋

22、丝结构 直径直径22-24nm,每每80nm处有一狭窄区处有一狭窄区,直径直径10nm.PHF在电镜下是单个螺旋丝在电镜下是单个螺旋丝 PHF在电镜下是缠结形式存在在电镜下是缠结形式存在第39页，此课件共122页哦成对螺旋纤丝成对螺旋纤丝（PairedHelicalFilament,PHF)第40页，此课件共122页哦第41页，此课件共122页哦ADtau 有三个级分有三个级分:1.胞浆非异常修饰胞浆非异常修饰tau(C-tau);2.异常修饰易溶性异常修饰易溶性tau(AD-tau);对对calpain（钙蛋白酶）（钙蛋白酶）抗性增加抗性增加3.异常修饰并聚集异常修饰并聚集PHF的的tau(

23、PHFtau).PHF在电镜下是单个螺旋丝在电镜下是单个螺旋丝PHF在电镜下是缠结形式存在在电镜下是缠结形式存在,蛋白被泛蛋白被泛素化修饰素化修饰第42页，此课件共122页哦当当tau蛋白发生高度磷酸化、异常糖基化、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异常糖化以及泛素蛋白化时,形成形成NFT。tau蛋白失去对微管的稳定作用蛋白失去对微管的稳定作用,导致神经纤维导致神经纤维退化退化,从而引起神经功能失调。从而引起神经功能失调。第43页，此课件共122页哦正常正常Tau蛋白形成蛋白形成NFT与下面几个原因密切有与下面几个原因密切有关：关：过度磷酸化：过度磷酸化：糖化和糖基化糖化

24、和糖基化截断作用截断作用-突触核蛋白突触核蛋白NFT形成过程形成过程第44页，此课件共122页哦过度磷酸化：过度磷酸化：正常正常tau蛋白每分子含蛋白每分子含2个磷酸基，而个磷酸基，而PHF-tau蛋白异常磷酸蛋白异常磷酸化位化位21个。正常个。正常tau蛋白蛋白2-3Mol磷酸磷酸/Mtau，AD-tau5-9Mol磷酸磷酸/Mtau保持保持tau蛋白磷酸化的正常范围是需要蛋白磷酸激酶和蛋白磷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相对稳定。研究表明，酸酯酶二组酶活性保持相对稳定。研究表明，磷酸酯酶磷酸酯酶活性降活性降低可能与低可能与tau蛋白过度磷酸化有关。蛋白过

25、度磷酸化有关。微管结构破坏微管结构破坏,正常轴突转运受损引起突触丢失正常轴突转运受损引起突触丢失,神经元功能受神经元功能受损损,发生神经退行型病变发生神经退行型病变.第45页，此课件共122页哦第46页，此课件共122页哦tau蛋白磷酸化蛋白磷酸化：AD发生时可能有几种蛋白激酶参与发生时可能有几种蛋白激酶参与Tau蛋白的异常过度蛋白的异常过度磷酸化磷酸化：体外可使：体外可使tau磷酸化的有：磷酸化的有：1.PKA:可参与可参与tau的过度磷酸化、的过度磷酸化、PHF和和NFT的形成的形成；2.CaMK可催化可催化tau蛋白蛋白262位丝氨酸发生磷酸化，但位丝氨酸发生磷酸化，但只抑制其促微管组装

26、活性的只抑制其促微管组装活性的40%;3.GSK3（糖原合酶激酶（糖原合酶激酶）4.MAPK（丝裂原激活蛋白激酶）？（丝裂原激活蛋白激酶）？5.CDK5（cyclindependentkinase5）？）？第47页，此课件共122页哦成对螺旋纤丝成对螺旋纤丝第48页，此课件共122页哦异常磷酸化的异常磷酸化的tau蛋白不易被蛋白不易被CANP(钙离子钙离子激活中性蛋白酶激活中性蛋白酶)水解水解,去磷酸化降低去磷酸化降低tau蛋白对蛋白对CANP的抵抗性。的抵抗性。第49页，此课件共122页哦糖化和糖基化糖化和糖基化糖化糖化(Glycation)是指蛋白质分子自身的是指蛋白质分子自身的-NH3与

27、细胞内糖类与细胞内糖类物质的醛基，经氧化形成物质的醛基，经氧化形成Shiff碱，再经分子内重排而形成碱，再经分子内重排而形成不溶性的交联物。不溶性的交联物。糖基化糖基化(Glycosylation)指在特定的指在特定的糖基转移酶糖基转移酶作用下，糖基作用下，糖基通过共价键与蛋白质形成糖蛋白。通过共价键与蛋白质形成糖蛋白。研究证明，研究证明，AD发生时发生时tau蛋白与蛋白与糖化糖化和和糖基化糖基化有关的修有关的修饰。饰。第50页，此课件共122页哦截断作用截断作用(truncation)指指tau蛋白蛋白N端或端或C端被酶切除而使分子变短的过程。端被酶切除而使分子变短的过程。截截断后断后的的t

28、au蛋白易于形成二聚体，失去与微管蛋白结合的能蛋白易于形成二聚体，失去与微管蛋白结合的能力。力。在实验性小脑颗粒细胞的凋亡过程中出现了在实验性小脑颗粒细胞的凋亡过程中出现了17103的可的可溶性、脱磷酸的片段，造成微管破裂、细胞凋亡，这个过程溶性、脱磷酸的片段，造成微管破裂、细胞凋亡，这个过程中主要由中主要由calpain(钙蛋白酶钙蛋白酶)和和caspase-3依赖的蛋白裂解引起和依赖的蛋白裂解引起和6869103的的PHFtau相对增加所触发。所以相对增加所触发。所以tau蛋白截断是细蛋白截断是细胞凋亡和胞凋亡和PHF形成过程中的重要环节之一。形成过程中的重要环节之一。第51页，此课件共1

29、22页哦-突触核蛋白突触核蛋白(-synuclein，SNCA)：1993年，年，Ueda等在人类阿尔茨海默病等在人类阿尔茨海默病(AD)淀粉样斑块中的淀粉样斑块中的非非AD蛋白成分中分离得到一种新的蛋白质，并命名为非蛋白成分中分离得到一种新的蛋白质，并命名为非-淀淀粉样蛋白组分，粉样蛋白组分，一种丰富一种丰富细胞内蛋白质细胞内蛋白质,在突触尤其丰富在突触尤其丰富,可能作为分子伴侣可能作为分子伴侣,调节调节PKC,PLD等等,聚集对神经元有毒性，聚集对神经元有毒性，已在已在SP中发现，它由中发现，它由140个氨基酸组成，个氨基酸组成，其中其中6195的的35个氨基酸肽段可与个氨基酸肽段可与A结

30、合，促进结合，促进A沉积沉积。这种肽段在。这种肽段在SP中的含量可达中的含量可达A的的10%。第52页，此课件共122页哦NFT形成过程形成过程NFT的主要成分是成对螺旋纤丝（的主要成分是成对螺旋纤丝（PHF）。）。PHF的的主要亚单位是过度磷酸化的主要亚单位是过度磷酸化的Tau蛋白。蛋白。过度磷酸化是形成过度磷酸化是形成PHF的最起始的步骤。的最起始的步骤。过度磷酸化的过度磷酸化的Tau蛋白丧失与微管蛋白组装为微管的蛋白丧失与微管蛋白组装为微管的能力能力。虽然这种。虽然这种Tau蛋白脱磷酸后仍可恢复结合微管蛋白脱磷酸后仍可恢复结合微管蛋白功能，但却易于聚合成蛋白功能，但却易于聚合成PHF。第

31、53页，此课件共122页哦 在过度磷酸化的基础上，在过度磷酸化的基础上，Tau蛋白发生糖基化和蛋白发生糖基化和糖基化修饰糖基化修饰，从而形成对酶解有抵抗的交联物。，从而形成对酶解有抵抗的交联物。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。仍残留在形成的部位，成为永久性的标记。第54页，此课件共122页哦神经原纤维缠结神经原纤维缠结Neurifibrillarytangles(NFT)第55页，此课件共122页哦NFT（神经

32、元纤维缠结）神经元纤维缠结）第56页，此课件共122页哦第57页，此课件共122页哦痴呆第58页，此课件共122页哦脑老化的可能机制脑老化的可能机制（一）代谢紊乱（一）代谢紊乱1.氧化应激氧化应激-第一要素：第一要素：诱导神经元死亡而致诱导神经元死亡而致:自由基自由基氧氧化导致化导致DNADNA突变、脂质氧化等。分裂细胞不断地更新器官突变、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。产物不断积累。2.蛋白质蛋白质聚集第二要素：聚集第二要素：蛋白质蛋白质糖化和各种原因引糖化和各种原因引起的大分子物

33、质的交联蛋白聚集物的稳定积累起的大分子物质的交联蛋白聚集物的稳定积累对神经对神经元的进行性刺激元的进行性刺激,引起稳定的进行性的损伤和细胞死亡。引起稳定的进行性的损伤和细胞死亡。第59页，此课件共122页哦A、Tau蛋白聚集导致与其他蛋白结合并激活许多蛋蛋白聚集导致与其他蛋白结合并激活许多蛋白质白质,进而刺激进而刺激自由基产生自由基产生或或连接死亡通路连接死亡通路或或刺激细刺激细胞正常功能所需要的因素胞正常功能所需要的因素,如蛋白酶体。如蛋白酶体。3.DNA和和RNA改变改变。线粒体。线粒体DNA不稳定，点突变比不稳定，点突变比正常人高，导致海马区出现凋亡。正常人高，导致海马区出现凋亡。第60

34、页，此课件共122页哦A可结合神经元上的许多蛋白质，有些蛋白质与细胞死亡可结合神经元上的许多蛋白质，有些蛋白质与细胞死亡级联反应连接，如级联反应连接，如p75NGFR、RAGE受体、受体、型清除受体型清除受体等。等。A与与p75NGFR的结合刺激的结合刺激JNK介导的细胞应激反应和介导的细胞应激反应和Caspase9介导的凋亡反应。介导的凋亡反应。RAGE受体受体(高级糖化终末产物受体高级糖化终末产物受体)清除已被非酶催化的糖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基和蛋白质

35、间的共价反应）。尤其小胶质细胞摄取A作作用比神经元更强。用比神经元更强。第61页，此课件共122页哦高级糖化终末产物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清除已被非酶催化的糖基化反应的蛋白质NMDAreceptor：N甲基甲基D天冬氨酸受体天冬氨酸受体第62页，此课件共122页哦2O2+2H+SODH2O2+O2H2O+O2过氧化氢酶过氧化氢酶SOD：超氧化物歧化酶：超氧化物歧化酶(superoxidedismutase)消除自由基消除自由基：第63页，此课件共122页哦 谷胱甘肽过谷胱甘肽过氧化物酶氧化物酶 H2O2(ROOH)H2O(ROH+H2O)2GSHGSSG

36、NADP+NADPH+H+谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶 含硒的谷胱甘肽过氧化物酶含硒的谷胱甘肽过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase)谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶(glutathionereductase)第64页，此课件共122页哦（二）代谢产物清除障碍二）代谢产物清除障碍1.1.少量少量NFT与泛素结合：与泛素结合：AD病人病人PHFTau增加几百倍，增加几百倍，泛素亦增加，但它们成为泛素亦增加，但它们成为NET的成分，的成分，NFT对酶降解对酶降解抵抗不能清除抵抗不能清除。2.2巨球蛋白（巨球蛋白（2M）：可与）：可与A结合而不形成沉

37、淀或纤结合而不形成沉淀或纤丝。丝。2M与受体结合后，可将与与受体结合后，可将与 2M结合的结合的A内化而内化而降解。降解。3.神经存活因子活性降低：神经营养因子、神经生长因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。子等活性降低。第65页，此课件共122页哦第66页，此课件共122页哦第67页，此课件共122页哦NeuronalWnt/-catenin信号途径信号途径与与AD的发生的发生第68页，此课件共122页哦1982年在小鼠乳腺癌发现了年在小鼠乳腺癌发现了Wnt基因，由于此基因激活小基因，由于此基因激活小鼠乳腺癌相关基因的插入（鼠乳腺癌相关基因的插入（insertion）

38、，最初命名为），最初命名为Intl癌基癌基因因。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，相当果蝇的无翅当果蝇的无翅(Wingless）基因，其编码的蛋白在细胞间传递）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。将生长和发育信息，可控制胚胎轴向的正常发育。将Wingless与与Intl结合称为结合称为Wnt基因基因。人的。人的Wnt基因位于基因位于12q13。第69页，此课件共122页哦NeuronalWnt/-catenin(-链蛋白链蛋白)信号途径信号途径Wnt信号途径信号途径在细胞黏附在细胞黏附,细胞分化

39、等方面起重要作用细胞分化等方面起重要作用,参与参与胚胎发育胚胎发育,细胞生长调节等过程细胞生长调节等过程.第70页，此课件共122页哦1.Wnt信号与器官发生信号与器官发生：参与海马回、中脑、：参与海马回、中脑、大脑的发育、生长锥的重建、肢体起始、顶端大脑的发育、生长锥的重建、肢体起始、顶端外胚层建立等；外胚层建立等；2.Wnt信号与细胞特化和干细胞：信号与细胞特化和干细胞：皮肤干细胞、皮肤干细胞、肠细胞、脂肪细胞、造血细胞的分化；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、黑信号与肿瘤发生：乳腺癌、结肠癌、黑色素瘤、原发肝癌等。色素瘤、原发肝癌等。第71页，此

40、课件共122页哦Wnt有四个分支有四个分支:1.典型典型Wnt/-catenin信号通路信号通路;2.平面细胞极性通路；平面细胞极性通路；3.Wnt/Ca2+通路：激活通路：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调节纺锤体方向和非对称细胞分裂的胞内通路第72页，此课件共122页哦Wnt/-catenin信号途径的主要成分：信号途径的主要成分：1.Wnt被称为被称为形态发生素形态发生素（morphogen）,细胞外因子细胞外因子是胚是胚胎发育过程中调节细胞生长、移动和分化的胎发育过程中调节细胞生长、移动和分化的旁分泌性旁分泌性糖糖蛋白，蛋白，Wnts通路的许多组分在肿瘤

41、形成中也起作用通路的许多组分在肿瘤形成中也起作用.2.跨膜受体跨膜受体Frizzled，Fzd：卷曲蛋白：卷曲蛋白，为为7次跨膜蛋白，次跨膜蛋白，结构类似于结构类似于G蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体 3.辅助受体辅助受体-LRP5/6（低密度脂蛋白受体相关蛋白（低密度脂蛋白受体相关蛋白-5和和-6，），）第73页，此课件共122页哦4.蓬乱蛋白蓬乱蛋白（Dishevelled，Dsh/Dvl），），Dsh能切能切断断-catenin的降解途径的降解途径5.轴蛋白（轴蛋白（Axin）：是一种支架蛋白，具有多个与其它蛋白）：是一种支架蛋白，具有多个与其它蛋白作用的位点，能将作用的位点，能将APC、G

42、SK-3、-catenin、CK1结合在结合在一起。因此属于一起。因此属于Wnt途径的正调控因子（途径的正调控因子（conductin）。）。6.APC：是一种：是一种抑癌基因抑癌基因，其突变引起良性肿瘤，其突变引起良性肿瘤结肠腺结肠腺瘤样息肉（瘤样息肉（adenomatouspolyposiscoli），），APC蛋白的作用蛋白的作用是增强降解复合体与是增强降解复合体与-catenin的亲和力。的亲和力。第74页，此课件共122页哦7.GSK-3(糖原合酶激酶，糖原合酶激酶，glycogensynthasekinase-3)是是一种蛋白激酶，在没有一种蛋白激酶，在没有Wnt信号时，信号时，G

43、SK-3能将磷酸基能将磷酸基团加到团加到-catenin氨基端的丝氨酸氨基端的丝氨酸/苏氨酸残基上，磷酸化的苏氨酸残基上，磷酸化的-catenin再结合到再结合到-TRCP蛋蛋白上，受泛白上，受泛素的共价修饰，被蛋白酶素的共价修饰，被蛋白酶体体(proteasome）降解降解。8.-catenin(-链蛋白）是一种多功能的蛋白质，在细胞连链蛋白）是一种多功能的蛋白质，在细胞连接处将接处将钙粘蛋白钙粘蛋白与与细胞骨架细胞骨架连接起来，参与形成粘合带，连接起来，参与形成粘合带，稳定细胞黏附功能；而游离的稳定细胞黏附功能；而游离的-catenin可进入细胞核，可进入细胞核，调节基因表达调节基因表达.

44、第75页，此课件共122页哦9.TCF-T细胞因子细胞因子10.LEF(lymophoidenhancerfactor)-淋巴细胞增强因子淋巴细胞增强因子11.CK1：酪蛋白激酶（：酪蛋白激酶（caseinkinase1），能将），能将-catenin的的Ser45磷酸化，随后磷酸化，随后GSK-3将将-catenin的的Thr41、Ser37、Ser33磷酸化磷酸化 第76页，此课件共122页哦胞膜中胞膜中-cat大部分与胞膜上大部分与胞膜上钙钙黏蛋白黏蛋白（cadherin）的胞内段及）的胞内段及胞内的胞内的-cat结合结合，使之附着于细，使之附着于细胞骨架蛋白胞骨架蛋白肌动蛋白（肌动蛋白

45、（actin）上，介导上，介导同型胞间黏附。同型胞间黏附。第77页，此课件共122页哦Catenin细胞质膜细胞质膜:介导介导钙粘着蛋白钙粘着蛋白与微丝骨架连接与微丝骨架连接-同型胞间同型胞间黏附黏附；细胞质细胞质:已可溶性分子自由存在已可溶性分子自由存在核内核内:与与TCF(T细胞因子细胞因子),LEF(淋巴细胞增强因子淋巴细胞增强因子)等等转录因子结合转录因子结合三种三种-catenin-Catenin-Catenin-Catenin第78页，此课件共122页哦胞膜中胞膜中-cat大部分与胞膜上大部分与胞膜上钙黏钙黏蛋白蛋白（cadherin）的胞内段及胞内）的胞内段及胞内的的-cat结合

46、结合，使之附着于细胞，使之附着于细胞骨架蛋白骨架蛋白肌动蛋白（肌动蛋白（actin）上，介导上，介导同型胞间黏附。同型胞间黏附。第79页，此课件共122页哦-cat磷酸化增加与泛素结合降解，胞质内含量减少第80页，此课件共122页哦-cat是是Wnt通路的关键成分。通路的关键成分。1.正常无正常无Wnt信号时，胞膜中信号时，胞膜中-cat大部分与胞膜上大部分与胞膜上钙钙黏蛋白黏蛋白（cadherin）的胞内段及胞内的）的胞内段及胞内的-cat结合结合，使之，使之附着于细胞骨架蛋白附着于细胞骨架蛋白肌动蛋白（肌动蛋白（actin）上，介导上，介导同型同型胞间黏附胞间黏附；2.少部分与胞质内少部分

47、与胞质内APC蛋白、蛋白、GSK-3、轴蛋白（、轴蛋白（axin）等结合成多蛋白复合体，参与等结合成多蛋白复合体，参与Wnt信号通路调节细胞增信号通路调节细胞增殖。殖。第81页，此课件共122页哦Fzd受体受体活化活化Dsh/Dvl蛋白蛋白GSK-3活性活性 -catenin磷酸磷酸化化Wnt信号存在信号存在第82页，此课件共122页哦胞质胞质-catenin含量含量升高升高-catenin积累进入核内积累进入核内与与TCF,LEF等等转录因子结合转录因子结合靶基因表达靶基因表达细胞增殖细胞增殖细胞凋亡细胞凋亡第83页，此课件共122页哦Wnt信号信号减弱减弱GSK-3 活性活性胞质胞质-ca

48、tenin磷酸化磷酸化Tau蛋白磷酸化蛋白磷酸化泛素化降解泛素化降解胞质胞质-catenin含量含量A 阻断阻断Wnt-靶基因表达靶基因表达神经元死亡神经元死亡第84页，此课件共122页哦Wnt信号信号正常，正常，GSK-3活性降低活性降低：胞质胞质-catenin含量升高含量升高，促进增殖，促进增殖Tau蛋白磷酸化减少，蛋白磷酸化减少，A生成减少生成减少Wnt信号信号减弱减弱，GSK-3活性升高活性升高胞质胞质-catenin含量下降含量下降，促进凋亡，促进凋亡Tau蛋白磷酸化增强，蛋白磷酸化增强，A生成增加，生成增加，抑制抑制AD发生发生促进促进AD发生发生第85页，此课件共122页哦Ne

49、uronalWnt/-catenin信号途径信号途径及对抗及对抗A毒性的毒性的神经保护因素神经保护因素第86页，此课件共122页哦 AD时，时，Wnt信号减弱信号减弱,GSK-3 活性增加活性增加,导致神导致神经退行性病变经退行性病变,神经元死亡神经元死亡.1.Li+GSK-3的抑制剂的抑制剂作为神经保护剂通过作为神经保护剂通过Wnt/-catenin信号途径信号途径对抗对抗Tau蛋白的磷酸化蛋白的磷酸化,抑制抑制胞质胞质-catenin磷磷酸化，防止过渡降解酸化，防止过渡降解及抗凋亡及抗凋亡,稳定微管系统。稳定微管系统。锂盐激活锂盐激活Wnt信号信号,可能用于可能用于AD的长期治疗的长期治疗

50、.第87页，此课件共122页哦正常时正常时-catenin主要存在于胞质主要存在于胞质,核里少核里少;A增加后增加后,胞质的胞质的-catenin明显减少明显减少;加入加入Li+和和AchE(胆碱酯酶胆碱酯酶)后后,胞浆胞浆-catenin明显明显增加，增加，-catenin进入核进入核激活激活Wnt信号通路信号通路,抗抗凋亡凋亡.第88页，此课件共122页哦第89页，此课件共122页哦cA+AchEA+AchE+Li-CatFig.4 A、A-AchE和Li影响胞质 catenin含量A.immunofluoresenceB.Immunoblot of -catenin-第90页，此课件共1