异常细胞间通信（例如，突触前输入被中断以及胞内信号转导被中断）会促成神经退行性疾病的发病机理。了解调节基因表达的信号转导通路将有助于开发干预疗法。
CREB 信号转导是一种细胞转录因子，在记忆形成中起到重要作用。在阿尔茨海默病小鼠模型的脑中观察到了信号转导被干扰，表明人阿尔茨海默病脑中的 CREB 信号转导也可能会被中断。CREB 功能受到干扰也可能会导致亨廷顿氏舞蹈病的发生和进展。
CREB 是一种细胞转录因子，它在 Ser133 发生磷酸化时被激活。阿尔茨海默病患者前额皮质中的 pCREB (Ser133) 水平降低，表明 CREB 信号转导出现功能紊乱。阿尔茨海默病患者外周血单核细胞 (PBMC) 中的 pCREB 水平降低与在死后阿尔茨海默病脑细胞中观察到的 pCREB 水平有关，表明 PBMC 中的 pCREB 表达可能是疾病进展的一个潜在生物标记物。
GSK-3β 已知会与 Tau、β-淀粉样 (Aβ) 蛋白和 α-突触核蛋白发生相互作用，并且与阿尔茨海默病和帕金森病的发病机理有关。它是其中一种导致 Tau 过度磷酸化的激酶，会引发神经纤维缠结。GSK-3β 可调控数种重要的细胞活动，如轴突运输、微管动力学、细胞凋亡和炎症，从而使 GSK-3β 成为一个潜在的治疗靶标。
GSK-3β 在 Ser9 上被磷酸化会使蛋白失活，从而影响其在胰岛素刺激下调控糖原合成的能力。在阿尔茨海默病小鼠模型中，GSK-3β Ser9 磷酸化还会减少通过 β-分泌酶进行的 APP 加工，从而减少 Aβ 的产生。
