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摘要背景<br>　　阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)是老年期最常见的痴呆，以进行性认知功能障碍及精神行为异常为主要临床表现。β淀粉样蛋白斑块在细胞外聚集形成老年斑是其主要病理特征之一。迄今，Aβ级联反应仍是解释AD病理机制的一个重要理论依据。研究发现，Aβ在脑内异常聚集并堆积产生的神经毒性可使神经元损伤以及认知功能损害，同时可刺激胶质细胞异常激活，促使促炎因子IL-1β、TNFα等表达增加，上调神经炎症；而促炎因子又可反过来进一步上调淀粉样前体蛋白表达，促进Aβ的生成与沉积，形成一个恶性循环。此外，Aβ刺激产生的促炎因子还可上调活性氧簇（ReactiveOxygenSpecies,ROS）产生的氧化还原信号，进一步促进神经炎症的发生及神经细胞的死亡。同时，肠道菌群失调在AD病程进展中可能同样起重要作用。<br>　　饮食限制（DietaryRestriction,DR）是一种有计划、有规律地减少每日食物摄入量，且不会引起机体营养不良的饮食调节方式。研究发现，某些形式的饮食限制可改善认知功能。然而，也有研究报道，某些形式的饮食限制会加重大鼠的认知损害。目前，饮食限制能否改善认知功能，尚无定论；用何种饮食限制方式以及在何时间段干预AD能够获益亦无定论；饮食限制对认知干预的机制研究也不够深入，这些都是亟待解决的问题。此外，研究发现某些形式的饮食限制在减轻炎症反应及氧化应激损伤等神经保护方面，及优化肠道菌群结构方面都有积极作用。但饮食限制的这些积极作用尚未在AD动物模型中得到深入全面的评估。<br>　　目的<br>　　研究30%热量限制（CaloricRestriction，CR）的饮食限制方式能否有效改善APP/PS1小鼠认知功能，并初步探讨其机制，包括保护神经元形态、减少脑内Aβ沉积、缓解神经炎症及优化肠道菌群结构。<br>　　方法<br>　　将7.5月龄APP/PS1小鼠随机分为自由进食（AdLibitum,AL）AD模型组（AD-AL组，n=7）和饮食限制AD模型组（AD-CR组，n=7）；并将同窝别7.5月龄野生型（WildType,WT）小鼠随机分为自由进食野生型组（WT-AL组，n=7）和饮食限制野生型组（WT-CR组，n=7）。同时，AD-AL、WT-AL组分别为AD-CR、WT-CR组各自的对照组。实验开始后，AD-CR组及WT-CR组小鼠予平均自由进食量的70%喂食，持续干预6周。其余对照组小鼠自由进食。<br>　　在实验第6周的最后1天取粪便样品进行肠道菌群结构相关研究。在第7周的第1天开始进行水迷宫实验，其时间天数按第7周的第一天开始计。水迷宫实验结束后立即取脑组织进行病理学及神经炎症相关研究。<br>　　具体分为以下三部分：<br>　　第一部分：行为学及病理学研究：通过Morris水迷宫实验检测各组小鼠学习记忆情况；用HE染色观察各组小鼠脑组织神经元形态；同时，用ELISA法及免疫组织化学染色等实验方法观察各组小鼠海马及皮层组织Aβ表达情况。<br>　　第二部分：神经炎症相关研究：通过ELISA法检测海马及皮层组织IL-1β、TNF-α及ROS表达情况。<br>　　第三部分：肠道菌群结构相关研究：通过16SrDNA高通量测序检测各组小鼠粪便样品。<br>　　结果<br>　　第一部分：行为学及病理学结果<br>　　（1）Morris水迷宫实验结果：<br>　　前5天进行定位航行训练实验，各组小鼠的潜伏期均随训练天数增加呈下降趋势。从实验的第2天开始，AD-AL组小鼠的潜伏期较WT-AL组小鼠延长（Ρ＜0.05），说明APP/PS1小鼠空间学习能力下降；AD-CR组小鼠潜伏期开始缩短（Ρ＜0.05）；而，WT-CR组小鼠潜伏期无明显改变（Ρ＞0.05）。第6天进行空间探索实验，AD-AL组小鼠比WT-AL组小鼠在目标象限出现的次数更少，在目标象限游程更短，穿越平台次数更少（Ρ＜0.05）；相对于对照组，目标象限出现的次数及穿越平台次数，在AD-CR组小鼠中增加（Ρ＜0.05）；在WT-CR组小鼠中无明显变化（Ρ＞0.05）。<br>　　（2）HE结果：所有WT小鼠海马、皮层区及APP/PS1小鼠皮层区的神经元细胞形态较完整、排列相对紧密整齐，神经元数量也较多；AD-AL组小鼠的海马区神经元细胞数量减少，细胞间隙增大，并可见胞核固缩及空泡样变性；相对于对照组，AD-CR组小鼠海马区的神经元数量、细胞形态及排列情况更优。<br>　　（3）通过ELISA检测海马及皮层组织的可溶性Aβ40和Aβ42的表达量：可溶性Aβ40和Aβ42的表达量，在AD-AL组小鼠海马组织中高于WT-AL组小鼠（Ρ＜0.05）；相对于对照组，在AD-CR组小鼠海马组织中更少（Ρ＜0.05），在WT-CR组小鼠海马组织中无明显差异（Ρ＞0.05）；在各组小鼠大脑皮层组织中也无明显差异（Ρ＞0.05）。<br>　　（4）通过免疫组化检测海马及皮层组织的Aβ阳性斑块覆盖面积百分比：Aβ阳性斑块覆盖面积百分比，在AD-AL组小鼠海马组织高于WT-AL组小鼠（Ρ＜0.05）；相对于对照组，在AD-CR组小鼠海马组织中更少（Ρ＜0.05），在WT-CR组小鼠海马组织中无明显变化（Ρ＞0.05）；在各组小鼠大脑皮层组织中也无明显差异（Ρ＞0.05）。<br>　　第二部分：神经炎症相关研究结果<br>　　通过ELISA检测IL-1β、TNF-α等促炎因子及ROS的表达量：IL-1β、TNF-α等促炎因子及ROS的表达量，在AD-AL组小鼠海马组织高于WT-AL组小鼠（Ρ＜0.05）；相对于对照组，在AD-CR组小鼠海马组织中减少（Ρ＜0.05），但在WT-CR组小鼠海马组织中无明显改变（Ρ＞0.05）；在各组小鼠大脑皮层组织中也无明显差异（Ρ＞0.05）。<br>　　第三部分：肠道菌群结构相关研究结果<br>　　在实验干预第6周最后1天取各组小鼠的粪便样品，应用16SrDNA高通量测序进行检测，结果如下：<br>　　1.在菌群丰度及多样性方面：AD-AL组小鼠的Chao1、Observedspecies值相对于WT-AL组小鼠下降（Ρ＜0.05）。相对于对照组，Chao1、Observedspecies、shannon、Simpson值，在AD-CR组小鼠中差异不明显（Ρ＞0.05），但在WT-CR组小鼠中降低（Ρ＜0.05）。<br>　　2.菌群结构组成方面：（1）在门水平上，各组小鼠相对丰度均以拟杆菌门及厚壁菌门占绝对优势。相对于对照组，AD-CR组小鼠肠道脱铁菌门、髌骨细菌门、软壁菌门及疣微菌门的相对丰度下降（Ρ＜0.05）。（2）在属水平上，相对于对照组，AD-CR组小鼠肠道Coriobacteriaceae_unclassified、杜氏杆菌属及粪杆菌属的相对丰度升高（Ρ＜0.05），乳杆菌属及双歧杆菌属的相对丰度轻度升高，但差异不明显（Ρ＞0.05），Ruminococcaceae_UCG-014、理研菌属、紫单胞菌属、消化链球菌属、Erysipelatoclostridium及瘤胃球菌属的相对丰度下降（Ρ＜0.05）。WT-CR小鼠肠道乳杆菌属及双歧杆菌属相对丰度升高（Ρ＜0.05）；Ruminococcaceae_UCG-014、理研菌属相对丰度降低（Ρ＜0.05）。<br>　　结论<br>　　1）饮食限制可减轻APP/PS1小鼠认知损害、保护海马神经元细胞形态并减少海马组织Aβ沉积。<br>　　2）饮食限制可降低APP/PS1小鼠海马组织促炎因子（IL-1β、TNFα）及活性氧簇水平，缓解神经炎症。<br>　　3）饮食限制可优化APP/PS1小鼠肠道菌群结构，降低其肠道有害菌群的相对丰度，并促迸益生菌富集。