阿尔茨海默病与2型糖尿病大鼠血清和脑组织β淀粉样蛋白水平表达及两病相关性研究

高璇 赵迪 崔海静 李凤艺

阿尔茨海默病(AD)是一种以进行性认知功能减退为特征的疾病。临床表现为认知和日常生活能力进行性减退，并伴有各种神经精神症状［1］。2型糖尿病(T2DM)是一种常见的内分泌疾病。随着人类老龄化发展，AD和T2DM发病率日益增高，有学者研究发现老年人群AD发病与内分泌代谢综合征特别是糖代谢紊乱有较为紧密的联系［2］，但二者发病的核心机制尚未完全明了。β-淀粉样蛋白(Aβ)是淀粉样蛋白前体蛋白在人体代谢的正常产物之一［3］，几乎所有的神经细胞均可产生Aβ，有研究显示AD患者的脑脊液中可检测到Aβ，本研究通过以大鼠动物模型为研究对象，观察AD动物模型及DM动物模型血清与脑组织Aβ、空腹血糖与空腹胰岛素(FINS)水平的表达，探索T2DM与AD发病的相关性。

1 材料与方法

1.1 动物及试剂 健康雄性Wistar大鼠60只，约2月龄，体重200～230 g，购于河北医科大学实验动物中心。适应性喂养1周，分笼饲养，温度(23±2)℃，定时给予清洁饮水和饲料。按随机数字表分为3组，每组20只。正常对照组、AD组、T2DM组。Aβ及链脲佐菌素(STZ)均购自美国 Sigma公司提供。

1.2 动物模型制备

1.2.1 AD模型制备:将 Aβ25-35溶于无菌0.9%氯化钠溶液中，稀释为10μg/μl，密封后置于37℃培养箱中孵育1周，使其成为具有毒性的聚集状态，10%水合氯醛(300 mg/kg)于腹腔注射SD大鼠，麻醉后固定于立体定位仪上，常规备皮消毒，切开头部皮肤，暴露前囟。定位海马齿状回背侧细胞带(前囟后3.2 mm，旁开1.5 mm，颅骨表面下3.0 mm)。以微量进样器自脑表面垂直进针，缓慢将Aβ25-35 1μl(10μg/μl)注入，注射速度为0.1 μl/h，留针20 min，使 Aβ25-35充分浸润局部组织，缝合切口，常规饲养。

1.2.2 T2DM模型制备:给予高脂、高热卡饮食(其比例为猪油20%，蔗糖20%，基础饲料60%)，诱导出胰岛素抵抗后，按30 mg/kg体重剂量腹腔注射链脲佐菌素(STZ溶于pH值4.4的柠檬酸钠一柠檬酸缓冲溶液)，诱发糖尿病，72 h后测血糖≥16.7 mmol/L即造模成功。

1.3 检测项目及方法 造模成功2周后处死各组大鼠，分离血清及脑组织进行相关指标的检测。脑组织匀浆制备:取海马部位的脑组织约1 g，加入pH值7.4 PBS制成10%匀浆，置4℃冰箱保存备用;用放射免疫法检测β-淀粉样蛋白水平。

1.4 统计学分析应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以±s表示，采用差异性t检验、One-way Pearson线性相关分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

AD组血清与脑组织Aβ水平明显高于正常对照组(t=3.579，P ＜0.05;t=2.367，P ＜0.05)，T2DM 组血清与脑组织Aβ水平亦明显高于正常对照组(t=3.127，P ＜0.05;t=2.698，P＜0.05);AD组血清FINS水平明显低于正常对照组(t=2.581，P ＜0.05)，与 Aβ 水平表达呈负相关性(r=－0.361，P ＜0.05)。见表1。

表1 大鼠血清及脑组织Aβ水平表达n=20，±s

表1 大鼠血清及脑组织Aβ水平表达n=20，±s

注:与正常对照组比较，*P ＜0.05

组别 脑组织Aβ(ng/mg prot) 血清Aβ(ng/m l) 血清FINS(mU/L)AD 组 2.65 ±0.32* 98.4 ±0.7* 6.9 ±0.5*T2DM 组 0.593 ±0.16* 7.7 ±0.9* 7.2 ±0.7正常对照组0.236 ±0.09 5.0 ±0.9 21.3 ±0.8

3 讨论

AD的主要病理改变包括脑组织老年斑、神经纤维缠结(NFT)、神经元丢失等［4］，其发病率呈逐年增高趋势，但是发病机制尚未完全明了，目前存在多种学说，包括Aβ、tau蛋白学说、氧化应激学说以及神经递质代谢障碍学说等，近年来，研究表明胰岛素在AD的神经退行性变方面起重要作用，流行病学研究也证明T2ADM与AD有密切关系。

Aβ由淀粉样前体蛋白(APP)经β、γ-分泌酶水解产生，以Aβ为核心的老年斑是AD的重要病理特征［5］，Aβ可使神经元变性甚至凋亡，神经元的凋亡一方面是与半胱氨酸、天冬氨酸特异性蛋白酶有关;另一方面是因为Aβ作用于凋亡基因部位，Aβ可以引起钙离子超载［6］，导致线粒体损伤，细胞功能的紊乱最终造成细胞凋亡的产生。Aβ是淀粉样前体蛋白的产物，胰岛素有增强α分泌酶的活性的作用［7］，使APP转化为可溶性的sAPP，从而减少β-淀粉样肽的产生，而sAPP具有营养神经的作用，相反，胰岛素缺乏使sAPP减少［8］，使得Aβ大量聚集，加快了神经元退行性变。

本研究显示，Aβ在AD大鼠和T2DM大鼠血清及脑组织中的表达均显著高于正常组，并且，在AD病大鼠中，空腹胰岛素水平与Aβ水平呈负相关，由此可以推测DM与Aβ病有相关之处，糖代谢紊乱在神经细胞退行性变过程中有重要作用，而且由Aβ产物在DM大鼠血清及脑组织的表达增多可以推测其可能参与了DM大鼠认知及记忆障碍的过程。所以，DM是发生AD的一个高危因素，同时，AD又可以加重DM，二者相互作用，形成恶性循环，虽然DM并发AD的机制尚未完全明确，但本实验结果提示胰岛素水平的异常可导致Aβ的生成增加，这在DM并AD的过程中起了重要作用;胰岛素水平的提高，可以减少Aβ的生成，从而降低DM并发AD病的风险。总之，AD病不能单一认为是一种神经传导信号失调的退行性变疾病。本实验也证明，AD既存有胰岛素的代谢紊乱，也存有Aβ的代谢异常，T2DM与AD病之间存在密切的相互作用关系。

1 吕丽华，陈燕浩，王郦.阿尔茨海默病与血管性痴呆血脂水平及血管性疾病危险因素的研究.河北医药，2011，31:20-21.

2 Ring DB，John son KW，Hen riksen E J，etal.Selective glycogen synthase kinase 3 inhibitors potentiate insulin activation of glucose transportand utilization in vitro and invivo.Diabetes，2010，32:368-375.

3 林进新，李云坤，王玉丽，等.老年学习记忆损坏大鼠海马和新皮质小白蛋白神经元的丢失.中国老年学杂志，2009，20:76-77.

4 盛树力.糖尿病脑病与老年性痴呆.中华内分泌代谢杂志，2009，17:63-65.

5 张玉霖，欧阳昌汉，吴基良，等.罗格列酮对散发性老年痴呆模型大鼠认知功能的影响.咸宁学院学报(医学版)，2011，17:37-39.

6 Pankaj DM，Tunal P，Sangita PM，etal.Plasma and fluid levels ofamyloid beta proteins 1-40 and 1-42 in Alzheimer sdisease.Arch Neurol，2011，37:800-885.

7 甘宇，张锦，张国峰，等.老年2型糖尿病患者空腹血清真胰岛素水平与血脂的关系.中国老年学杂志，2011，16:293-295.

8 肖伏龙，魏林，阿尔茨海默病中白介素-10作用机制.河北医药，2011，33:1230-1232.