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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的典型病理特征之一是异常磷酸化的tau蛋白形成神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)。研究表明,含NFTs的神经元可以逃逸多种伤害性刺激导致的细胞快速凋亡,发生慢性退行性变。PI3K/Akt信号通路与细胞生存、代谢等密切相关,参与炎症、肿瘤及退行性疾病的发病过程,但是PI3K/Akt信号通路在tau蛋白抗凋亡中的作用不甚清楚。本研究采用免疫电镜胶体金技术和免疫印迹(western blot)技术探讨了tau蛋白在大鼠皮质神经元和转染人全长tau441质粒的小鼠成神经瘤(mouse Neuroblastoma 2a,N2a)细胞内的亚细胞定位;采用western blot技术研究了去血清处理(模拟伤害性刺激)N2a细胞内PI3K/Akt信号通路中的几种重要分子在细胞全蛋白、胞浆蛋白和胞核蛋白内的分布和含量,探讨PI3K/Akt信号通路在tau蛋白抗凋亡过程中的作用和可能机制。结果如下:(1)免疫电镜胶体金技术显示tau蛋白分布于大鼠大脑皮质神经元和N2a/tau441细胞的细胞质、细胞核及核膜上。western blot技术显示N2a/tau441细胞的胞浆、胞核和膜蛋白中均含有tau蛋白;(2)野生型(N2a/wt)、N2a/vector和N2a/tau441细胞去血清组与各自不去血清对照组比,细胞全蛋白中Akt活性下降,而去血清致tau441组Akt活性下降的幅度小于其余两组,说明当细胞受到凋亡刺激时过表达tau可以抑制Akt活性的下降;vector组和tau441组去血清处理后胞浆蛋白Akt水平无明显变化,但tau441组p-Akt ser473水平显著降低;胞核蛋白中tau441组Akt水平较vector组稍升高,无统计学意义,而p-Akt ser473水平显著升高,有统计学意义。说明当细胞受到伤害性刺激时,过表达tau抑制全蛋白Akt活性的下降主要是通过升高核内Akt活性实现的;(3)去血清处理,vector和tau441组全蛋白中GSK-3β(糖原合成酶激酶3β,PI3K/Akt的重要下游分子,也是AD中磷酸化tau的重要激酶之一)的水平无明显差异,但tau441组p-GSK-3βser9(失活的GSK-3β)水平明显下降,说明去血清导致tau441组全蛋白内GSK-3β活性升高;tau441组胞浆蛋白中GSK-3β水平稍有升高,但无统计学意义,而p-GSK-3βser9水平比vector组极显著降低;两组核蛋白内GSK-3β水平无明显差异,tau441组核蛋白p-GSK-3βser9水平显著升高。说明凋亡诱导时,过表达tau细胞内GSK-3β活性升高主要是由于其胞浆中GSK-3β活性升高极为显著导致的,而核内其活性是下降的;(4)分别转染不同片段的tau质粒tau441、tau(1-220)、tau(221-441)于N2a细胞,去血清处理后三组细胞中Akt含量无明显差异,但tau441、tau(1-220)组p-Akt ser473含量明显高于tau(221-441),而tau(1-220)和tau441组间无明显差异。tau(1-220)组和tau(221-441)组胞浆和胞核中Akt的差异无统计学意义,但是胞浆和胞核蛋白中,tau(1-220)组的p-Akt ser473含量均明显高于tau(221-441)组,说明含有疑似入核序列的tau前半段在影响Akt活性中起重要作用。以上结果提示,当细胞受到凋亡诱导时,过表达tau通过抑制PI3K/Akt信号通路活性的下降而阻止细胞进入快速的凋亡程序,其作用机制为尽管伤害性刺激导致整个细胞内PI3K/Akt信号通路被抑制,但是过表达tau的细胞核内该通路的活性显著升高。tau蛋白如何导致细胞核内该通路激活还需要进一步研究探讨。本结果为揭示AD的发病机制提供了新的研究资料。