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背景:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是当今神经退行性病变流行病学最为广泛的一种痴呆症,现今仍然没有有效的诊断与治疗手段。AD典型的病理学特征之一是hTau蛋白异常聚集形成的神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangels,NFTs)。大量研究表明hTau蛋白异常聚集可以诱发突触毒性与神经退行病变,但是分子机制并不清楚。我们前期实验发现hTau能诱发广泛的基因转录紊乱,追随该线索我们对于hTau模型中转录因子进行筛查,探究其对突触毒性的影响与分子机制。目的:探讨转录因子STAT1在AD发病中诱发突触毒性作用及分子机制方法:在hTau异常聚集细胞模型中,进行高通量转录因子活性检测及转录组芯片检测,筛查并验证参与tau病理学改变的分子机制。利用12月龄hTau转基因鼠与海马感染hTau过表达病毒小鼠,AD患者脑组织,验证转录因子STAT1在整体中的蛋白水平与磷酸化水平的改变。进一步探究,转录因子STAT1激活而诱发突触毒性的分子机制。我们利用过表达hTau蛋白腺相关病毒,感染海马CA3区探究细胞内异常聚集的tau蛋白对AD样突触毒性的影响,对小鼠的学习记忆,突触蛋白转录与表达,突触可塑性进行检测。再次,采用生物信息学预测分析STAT1可能结合并调控的靶基因,应用染色质免疫共沉淀,启动子荧光素报告等实验,确认STAT1调控NMDARs基因转录的机制。最终,利用STAT1失活突变病毒与条件性敲除方法,恢复hTau突触毒性,探究干预STAT1转录活性的治疗意义。结果:在过表达hTau蛋白的HEK293细胞中,我们发现520种mRNA水平有显著性变化;同时在转录因子活性筛查中发现STAT1转录活性显著激活。于12月龄hTau转基因鼠与海马感染hTau过表达病毒小鼠,AD患者脑组织均发现STAT1的激活,包括其核内聚集增多,磷酸化上调等。STAT1的条件性敲除能显著性逆转hTau诱发的学习记忆障碍,突触相关蛋白NMDARs的转录与表达抑制,突触可塑性下降。染色质免疫共沉淀发现STAT1能直接结合NMDARs启动子;荧光素报告基因发现其对NMDARs有转录抑制作用。并在接下来的激酶筛查中发现hTau激活JAK2,而后者介导了 STAT1的磷酸化上调与活化。最终利用STAT1-Y701F失活突变病毒抑制其激活,逆转hTau诱发突触毒性作用。结论:本研究在离体与整体hTau模型与AD脑组织中发现转录因子STAT1的激活;并发现STAT1通过抑制NMDARs的转录与表达,导致海马区突触可塑性下降,学习记忆受损。同时STAT1失活突变病毒与条件性敲除能逆转hTau诱发的突触毒性。阿尔茨海默症患者通常表现出焦虑样精神症状,但是内在的分子机制与干预手段并不明确。在此,我们利用过表达hTau蛋白腺相关病毒感染海马CA3区探究其细胞内异常的hTau聚集诱发AD样精神症状的影响。我们发现异常的hTau聚集使海马CA3区域细胞外γ-氨基丁酸(GABA)递质水平显著下降,同时伴随γ频率震荡的抑制以及CA3至CA1椎体细胞抑制性突触后电位(eIPSP)显著受损。同时随着病毒感染时间增长,hTau病理随时间依赖加剧,与之相关的焦虑症状呈时间依赖性增强。为探究GABA分泌降低的分子机制,我们分别筛查了 GABA合成、释放、再摄取与转运的关键蛋白;并发现GABA囊泡转运体(vGAT)蛋白水平显著丢失。利用miRNA芯片高通量筛查,并于离体细胞与整体动物模型,AD病人脑组织中分别验证hTau聚集能诱发miR-92a异常上调。进一步,利用生物信息学分析及荧光素报告系统确认miR-92a靶向vGATmRNA3’-UTR并抑制其翻译。最重要的,结合上述病理机制的发现,我们分别利用上调GABA传递强度的激动剂咪达唑仑,光激活诱导vGAT-ChR2神经元兴奋,过表达vGAT病毒恢复其受损的蛋白水平以及阻断异常上上调的miR-92a均能显著的逆转hTau聚集诱发的GABA能系统功能障碍与焦虑症状。上述发现阐明AD样hTau病理性聚集通过扰乱miR92a-vGAT-GABA通路进而诱发焦虑样精神症状的分子机制,并为研发干预tau病理与其突触毒性提供了新的潜在药物靶点。