3种特定饮食对阿尔茨海默病模型大鼠IL-6、TNF-α水平的影响

房江山，孟新玲，李 丹，刘 佳，刘 婷，马 娜，杜 帅

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是老龄人神经退行性疾病中最常见的疾病，随着老龄化的发展，AD的患病率日益升高，2015年全球AD病人有0.47亿例，预计2050年达到1.32亿例[1]。据调查，AD病人集中在65岁以上的人群中，根据我国第6次人口普查，国内65岁以上的老龄人口已有1.19亿人，占总人口的8.87%。因此，我国有大量老龄人存在患AD的风险。AD病人晚期会丧失独立生活能力，需要看护和悉心照料，不仅会影响病人的身体与心理健康，还会加重家庭和照顾者的负担。有效预防和治疗AD极其迫切，同时也是一个重大的挑战。如同其他神经退行性疾病一样，AD确切的发病机制仍然不清楚，可能与遗传、环境以及生活方式等因素有关。目前，关于AD发病机制有多种学说，包括β淀粉样蛋白学说[2]、Tau蛋白异常磷酸化学说[3]和中枢神经递质代谢障碍学说[4]。AD能引起炎症反应、自由基反应等多种细胞级联反应，通过不同的途径作用于胶质细胞和神经元，导致神经元功能异常，进一步造成认知障碍。AD在其进展过程中会影响几种神经递质系统，包括胆碱能[5]、谷氨酸能[6]、5-羟色胺(5-HT)能[7]。色氨酸(Trp)是5-HT前体的重要氨基酸。肠道菌群是饮食和宿主生理学之间关键的中介体，宿主获得的营养物质取决于菌群的代谢作用[8]。饮食诱导的肠道菌群变化是可重复的和持久存在的[9]，对宿主会产生持久的影响。已有研究证实，几种饮食诱导的小鼠病变是由肠道菌群的变化介导的[10]。肠道菌群与神经递质相关因子的变化相关，包括神经递质信号传导、突触蛋白表达、长时程增强和髓鞘形成[11]。而益生菌对肠道菌群的调节及益处是毋庸置疑的。流行病学发现，AD病人男女患病率为1∶3，且女性患病多在绝经期后，可能与女性绝经后雌激素水平明显下降有关，而男性性激素随年龄增长下降缓慢，这也为AD提供了一种潜在的治疗方法。有研究发现，血清雌二醇与AD病人的痴呆程度呈正相关[12]，认为雌激素对神经细胞起到剂量依赖性的保护作用。本实验拟观察特定色氨酸、益生菌及雌激素饮食对AD大鼠炎性因子水平的影响，为AD治疗及预防提供新的思路和方向。

1 材料与方法

1.1 实验动物 无特定病原体(SPF)级SD雄性大鼠72只，由新疆医科大学动物实验中心提供，体质量220～240 g，饲养温度(23±2)℃，相对湿度40%～60%。

1.2 主要试剂 大鼠白细胞介素-6 (IL-6)酶联免疫吸附实验(ELISA)试剂盒及大鼠肿瘤坏死因子-α(TNF-α)ELISA试剂盒均由联科生物生产。

1.3 分组、造模及实验方法

1.3.1 分组 将72只SD雄性大鼠分为假手术组和模型组。假手术组又分为假手术+普通饮食组、假手术+益生菌组、假手术+色氨酸组、假手术+雌激素组，每组8只，共32只；模型组又分为模型+普通饮食组、模型+益生菌组、模型+色氨酸组、模型+雌激素组，每组10只，共40只。

1.3.2 模型构建

1.3.2.1 模型组 在适应性饲养后第1天，大鼠在戊巴比妥钠(60 mg/kg)麻醉下接受立体定向双侧海马注射。将大鼠麻醉后，固定于脑立体定位仪上，剔除颅顶部毛发后用75%乙醇消毒顶部皮肤。沿颅顶中线做1 cm纵向切口，钝性分离至颅骨后找到前囟。参照大鼠脑立体定位图谱，利用脑立体定位仪以前囟为原点，向后3.0 mm，旁开±2.0 mm，颅骨表面下深度为3.0 mm，定位双侧海马CA1区。每侧侧脑室区平稳缓慢注射5 μL β淀粉样蛋白(Aβ)1-42(2 μg/μL)，缓慢进针，每侧注射时间约为10 min，留针5 min，撤针时尽量缓慢，以防药物随针从针孔溢出，缓慢退出。术后每天肌内注射青霉素(40 000 U)，持续3 d。

1.3.2.2 假手术组 在适应性饲养后第1天，大鼠使用戊巴比妥钠进行腹腔麻醉，然后将大鼠固定于大鼠立体定位仪上，用手术刀切开皮肤露出颅骨，使用同模型组相同的方法与坐标注射无菌水10 μL(两点坐标各5 μL)。

1.3.3 给药方法 分别给予模型组和假手术组大鼠普通饲料、普通饲料+色氨酸(0.40 g/100 g)、普通饲料+益生菌(双歧杆菌乳杆菌三联活菌片2.0 g/kg)、普通饲料+雌激素[己烯雌酚0.33 μg/(kg·d)]。特定饮食8周。

1.4 观察指标 每组随机选取6只大鼠检测血清IL-6、TNF-α。

2 结 果(见表1)

表1 各组大鼠血清炎性因子水平比较(±s) 单位：pg/mL

3 讨 论

本研究结果显示：模型+普通饮食组IL-6、TNF-α水平与假手术组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。说明AD大鼠血清IL-6、TNF-α水平较正常大鼠升高。模型+益生菌组、模型+色氨酸组、模型+雌激素组血清IL-6、TNF-α水平与模型+普通饮食组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；说明3种特定饮食可以改善AD大鼠血清IL-6、TNF-α水平，推测3种特定饮食可抑制炎症反应，可能会延缓或预防AD的发生发展。

综上所述，益生菌、色氨酸、雌激素特定饮食可能对AD具有一定的改善作用，适当摄入上述3种饮食对预防及延缓AD可能有益。本研究样本量小，实验结果可能存在偏差。