3種特定飲食對阿爾茨海默病模型大鼠IL-6、TNF-α水平的影響

房江山，孟新玲，李 丹，劉 佳，劉 婷，馬 娜，杜 帥

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是老齡人神經(jīng)退行性疾病中最常見的疾病，隨著老齡化的發(fā)展，AD的患病率日益升高，2015年全球AD病人有0.47億例，預(yù)計2050年達(dá)到1.32億例[1]。據(jù)調(diào)查，AD病人集中在65歲以上的人群中，根據(jù)我國第6次人口普查，國內(nèi)65歲以上的老齡人口已有1.19億人，占總?cè)丝诘?.87%。因此，我國有大量老齡人存在患AD的風(fēng)險。AD病人晚期會喪失獨(dú)立生活能力，需要看護(hù)和悉心照料，不僅會影響病人的身體與心理健康，還會加重家庭和照顧者的負(fù)擔(dān)。有效預(yù)防和治療AD極其迫切，同時也是一個重大的挑戰(zhàn)。如同其他神經(jīng)退行性疾病一樣，AD確切的發(fā)病機(jī)制仍然不清楚，可能與遺傳、環(huán)境以及生活方式等因素有關(guān)。目前，關(guān)于AD發(fā)病機(jī)制有多種學(xué)說，包括β淀粉樣蛋白學(xué)說[2]、Tau蛋白異常磷酸化學(xué)說[3]和中樞神經(jīng)遞質(zhì)代謝障礙學(xué)說[4]。AD能引起炎癥反應(yīng)、自由基反應(yīng)等多種細(xì)胞級聯(lián)反應(yīng)，通過不同的途徑作用于膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元，導(dǎo)致神經(jīng)元功能異常，進(jìn)一步造成認(rèn)知障礙。AD在其進(jìn)展過程中會影響幾種神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，包括膽堿能[5]、谷氨酸能[6]、5-羥色胺(5-HT)能[7]。色氨酸(Trp)是5-HT前體的重要氨基酸。腸道菌群是飲食和宿主生理學(xué)之間關(guān)鍵的中介體，宿主獲得的營養(yǎng)物質(zhì)取決于菌群的代謝作用[8]。飲食誘導(dǎo)的腸道菌群變化是可重復(fù)的和持久存在的[9]，對宿主會產(chǎn)生持久的影響。已有研究證實(shí)，幾種飲食誘導(dǎo)的小鼠病變是由腸道菌群的變化介導(dǎo)的[10]。腸道菌群與神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)因子的變化相關(guān)，包括神經(jīng)遞質(zhì)信號傳導(dǎo)、突觸蛋白表達(dá)、長時程增強(qiáng)和髓鞘形成[11]。而益生菌對腸道菌群的調(diào)節(jié)及益處是毋庸置疑的。流行病學(xué)發(fā)現(xiàn)，AD病人男女患病率為1∶3，且女性患病多在絕經(jīng)期后，可能與女性絕經(jīng)后雌激素水平明顯下降有關(guān)，而男性性激素隨年齡增長下降緩慢，這也為AD提供了一種潛在的治療方法。有研究發(fā)現(xiàn)，血清雌二醇與AD病人的癡呆程度呈正相關(guān)[12]，認(rèn)為雌激素對神經(jīng)細(xì)胞起到劑量依賴性的保護(hù)作用。本實(shí)驗擬觀察特定色氨酸、益生菌及雌激素飲食對AD大鼠炎性因子水平的影響，為AD治療及預(yù)防提供新的思路和方向。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗動物 無特定病原體(SPF)級SD雄性大鼠72只，由新疆醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗中心提供，體質(zhì)量220～240 g，飼養(yǎng)溫度(23±2)℃，相對濕度40%～60%。

1.2 主要試劑 大鼠白細(xì)胞介素-6 (IL-6)酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(ELISA)試劑盒及大鼠腫瘤壞死因子-α(TNF-α)ELISA試劑盒均由聯(lián)科生物生產(chǎn)。

1.3 分組、造模及實(shí)驗方法

1.3.1 分組 將72只SD雄性大鼠分為假手術(shù)組和模型組。假手術(shù)組又分為假手術(shù)+普通飲食組、假手術(shù)+益生菌組、假手術(shù)+色氨酸組、假手術(shù)+雌激素組，每組8只，共32只；模型組又分為模型+普通飲食組、模型+益生菌組、模型+色氨酸組、模型+雌激素組，每組10只，共40只。

1.3.2 模型構(gòu)建

1.3.2.1 模型組 在適應(yīng)性飼養(yǎng)后第1天，大鼠在戊巴比妥鈉(60 mg/kg)麻醉下接受立體定向雙側(cè)海馬注射。將大鼠麻醉后，固定于腦立體定位儀上，剔除顱頂部毛發(fā)后用75%乙醇消毒頂部皮膚。沿顱頂中線做1 cm縱向切口，鈍性分離至顱骨后找到前囟。參照大鼠腦立體定位圖譜，利用腦立體定位儀以前囟為原點(diǎn)，向后3.0 mm，旁開±2.0 mm，顱骨表面下深度為3.0 mm，定位雙側(cè)海馬CA1區(qū)。每側(cè)側(cè)腦室區(qū)平穩(wěn)緩慢注射5 μL β淀粉樣蛋白(Aβ)1-42(2 μg/μL)，緩慢進(jìn)針，每側(cè)注射時間約為10 min，留針5 min，撤針時盡量緩慢，以防藥物隨針從針孔溢出，緩慢退出。術(shù)后每天肌內(nèi)注射青霉素(40 000 U)，持續(xù)3 d。

1.3.2.2 假手術(shù)組 在適應(yīng)性飼養(yǎng)后第1天，大鼠使用戊巴比妥鈉進(jìn)行腹腔麻醉，然后將大鼠固定于大鼠立體定位儀上，用手術(shù)刀切開皮膚露出顱骨，使用同模型組相同的方法與坐標(biāo)注射無菌水10 μL(兩點(diǎn)坐標(biāo)各5 μL)。

1.3.3 給藥方法 分別給予模型組和假手術(shù)組大鼠普通飼料、普通飼料+色氨酸(0.40 g/100 g)、普通飼料+益生菌(雙歧桿菌乳桿菌三聯(lián)活菌片2.0 g/kg)、普通飼料+雌激素[己烯雌酚0.33 μg/(kg·d)]。特定飲食8周。

1.4 觀察指標(biāo) 每組隨機(jī)選取6只大鼠檢測血清IL-6、TNF-α。

2 結(jié) 果(見表1)

表1 各組大鼠血清炎性因子水平比較(±s) 單位：pg/mL

3 討 論

本研究結(jié)果顯示：模型+普通飲食組IL-6、TNF-α水平與假手術(shù)組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。說明AD大鼠血清IL-6、TNF-α水平較正常大鼠升高。模型+益生菌組、模型+色氨酸組、模型+雌激素組血清IL-6、TNF-α水平與模型+普通飲食組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；說明3種特定飲食可以改善AD大鼠血清IL-6、TNF-α水平，推測3種特定飲食可抑制炎癥反應(yīng)，可能會延緩或預(yù)防AD的發(fā)生發(fā)展。

綜上所述，益生菌、色氨酸、雌激素特定飲食可能對AD具有一定的改善作用，適當(dāng)攝入上述3種飲食對預(yù)防及延緩AD可能有益。本研究樣本量小，實(shí)驗結(jié)果可能存在偏差。