大蒜素對阿爾茨海默病高脂血癥大鼠血脂代謝及炎性細胞因子的影響

楊 兵，文 進，陳月蛾，張曉明，胡 青，雷占翔

老年性癡呆又稱阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD），是發生于老年人的一種進行性發展的中樞神經系統退行性疾病，患者主要表現為記憶力、判斷力以及抽象思維等功能的減退或喪失［1，2］。目前，AD的病因病機仍未明確，日趨呈現出發病多樣化、病情復雜化的疾病特點，在某種程度上給AD的預防和治療帶來了嚴重困擾。臨床尚無治愈AD的特效方法，以藥物保守治療為主，延緩患者病情進展為主要目標，從而提高患者的生活質量，減輕其家庭負擔。高脂血癥、炎性細胞因子［如白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-17、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）］與 AD 的發生、發展密切相關。該實驗探討大蒜素對AD高脂血癥大鼠血脂代謝及其血清中 IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 水平的影響。現報告如下。

1　材料與方法

1.1實驗動物 雄性SD大鼠160只，10~12月齡，體重220~240 g（筆者所在醫院實驗動物中心提供）。飼養于溫度（22±2） ℃、濕度（50±5）%、12 h 明暗交替的動物房內。

1.2藥品與試劑 大蒜素 （上海禾豐制藥廠）；Aβ25-35（美國Sigma公司）；血清總膽固醇檢測試劑盒（四川邁克生物科技股份有限公司）、三酰甘油檢測試劑盒（四川邁克生物科技股份有限公司）、直接法試劑盒（武漢生之源生物科技股份有限公司）、酶聯免疫吸附法 （enzyme－linked immuno sorbent assay，ELISA，武漢博士德生物有限公司及廣州健侖生物科技有限公司）。

1.3動物分組與海馬內注射Aβ25-35誘導AD模型 將大鼠隨機分為5組：假手術組（A）、正常血脂組（B）、正常血脂+大蒜素組（C）、高脂血癥組（D）、高脂血癥+大蒜素組（E），每組32只。各組大鼠均用質量濃度為20 g/L烏拉坦3 ml/kg腹腔注射麻醉后，固定于腦立體定向儀上。參照大鼠腦立體定位圖譜，以前囟為零點，穿刺點位于前囟后3.5 mm，中線右側旁開2 mm。用牙科鉆鉆開顱骨，以微量注射器自腦表面垂直進針3 mm，B、C、D、E組均于雙側海馬CA1區5 min內緩慢注射Aβ25-35各1 ml（10 mg），留針5 min，A組則注射等量的生理鹽水。1.4 喂養和給藥方法 造模后A、B、C組給予基礎飼料（面粉25%、麩皮10%，玉米粉35%、大豆粉30%，另加多種維生素和無機鹽）喂養，動物自由攝食飲水。D、E組給予高脂飼料喂養（高脂飼料：基礎飼料+1%膽固醇+10%豬油+10%蛋黃粉）。C組、E組分別于第6周末在基礎飼料、高脂飼料喂養的同時腹腔注射給予大蒜素20 mg/kg。B、D組分別于第6周末開始在基礎飼料、高脂飼料喂養的同時腹腔注射生理鹽水20 mg/kg。共12周。

1.5測試樣本的采集、處理與檢測 5組均于喂養給藥第6、12周末股動脈取血2 ml。（1）血脂。采用日本奧林巴斯AU2700型全自動生化分析儀測定血脂指標，包括總膽固醇（total cholestero，TC）、三酰甘油 （triglyceride，TG）、 低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）、高密度脂蛋白 膽 固 醇 （high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）；CHOD－PAP 法檢測 TC，GPO－PAP 法檢測TG、直接法檢測 HDL－C 及 LDL－C。 （2）炎性細胞因子。 應用 ELISA 法檢測 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ。所有試驗操作均嚴格按照說明書進行，采集、處理與檢測排除喂養期間死亡的大鼠。

1.6統計學處理 所有數據統計由SPSS 20．0軟件包完成。計量資料以x±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，整體比較采用單因素方差分析。p＜0．05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1血脂 TC、TG、LDL－C、HDL－C 第 6 周末 A、B、C 三組比較均無顯著性差異 （P＞0．05），D、E 兩組均較 A、B、C 三組顯著升高或降低（p＜0．01），D、E 兩組比較差異無統計學意義（P＞0．05）。第12周末A、B兩組較第6周末降低或升高差異無統計學意義（P＞0．05），C、D、E 三組均較第 6 周末降低或升高（p＜0．05，p＜0．01）。 見表1。

2.2炎性細胞因子 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ第 6周末 B、C、D、E四組均較 A組明顯升高 （p＜0．01），但 D、E 兩組升高更顯著（p＜0．01），D、E 兩組比較差異無統計學意義（P＞0．05）；第12周末與第6周末比較，B、D 組升高及 C、E 組降低 （p＜0．05，p＜0．01）。 見表2。

表1　第6、12周末各組大鼠血脂水平的比較（x±s，mmol/L）

表2　第6、12周末各組大鼠血清部分炎性細胞因子各參數比較（x±s，pg/ml）

3　討論

AD發病機制現在尚未研究清楚，目前臨床多認為與淀粉樣蛋白β（Aβ）的沉積、tau蛋白的聚集、神經遞質傳導受損、線粒體損傷、氧化應激和遺傳因素有關［2，3］。AD患者腦組織內Aβ的釋放增多或清除減少，進而激活膠質細胞，引起腦內慢性炎癥反應，在AD炎癥過程中，涉及到諸多細胞如小膠質細胞、星形膠質細胞及神經元參與，小膠質細胞則是其最主要的炎癥細胞，小膠質細胞被β－淀粉樣蛋白激活，產生大量致炎性細胞因子如IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ 等［4，5］。 動物攝入過量的營養物質會以TG的形式儲存在脂肪細胞，引起脂肪細胞的肥大、畸形、增生、導致缺血缺氧，肥大的脂肪細胞會釋放化學誘導物引起巨噬細胞、T淋巴細胞的聚集和活化，釋放大量炎癥因子如 IFN－γ、TNF－α、IL－6等，造成慢性低水平的炎癥反應。IFN－γ被稱為“巨噬細胞活化因子”，可介導T細胞對巨噬細胞的激活， 能促進 IL－1β、TNF－α 等炎癥因子的分泌［6］。高脂血癥大鼠體內代謝紊亂，激活了炎性信號通路，產生大量炎癥細胞及異常細胞因子IL－17。同時動物長期攝入高脂高膽固醇后，引起血脂代謝異常，長期血脂代謝異常會導致單核／巨噬細胞的數量增多，加劇血管內皮細胞損傷，血管內皮功能受損而引起血流灌注不足、局部細胞缺氧和缺血，引起氧化應激反應，釋放 IL－1β、TNF－α、IFN－γ 炎癥因子［7］。由于AD與高脂血癥均可導致大量炎性細胞因子的釋放， 所以大鼠血清 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN-γ 含量水平第 6周末 B、C、D、E 四組均較 A組明顯升高，但D、E兩組升高更顯著。

大蒜的主要生物活性物質是大蒜鱗莖中的一種有機硫化合物大蒜素，其化學名為二烯丙基二硫醚，具有刺激性氣味，為脂溶性。大蒜素不僅能清除氧自由基和羥基自由基，還能降低羥自由基引起的脂質過氧。大蒜素作為降血脂中藥受到關注［8］，大蒜素的降脂作用，機制可能是通過抑制肝臟膽固醇合成途徑中的酶抑制了膽固醇的合成，促進血清和肝臟三酰甘油的分解，促進脂蛋白之間的代謝與轉化，降低低密度脂蛋白，增加高密度脂蛋白，阻斷脂質的過氧化反應［9］。大蒜素具有抗氧化作用，具體表現在它能有效清除致老的自由基，顯著提高機體內超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）活性，并且體內丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量顯著降低。大蒜素干預后，APP/PS1轉基因小鼠腦內TNF-α表達水平較APP/PS1轉基因小鼠組明顯減少，這一結果提示大蒜素可以降低AD模型小鼠腦內的炎癥反應，最終起到對大腦神經元的保護作用。大蒜素還能提高白細胞變形能力，抑制白細胞表達黏附分子的功能。大蒜素通過降脂來降低AD模型炎癥反應程度，也可通過調節細胞轉錄因子的磷酸化水平，影響巨噬細胞的功能與TNF-a水平［10］，從而降低大鼠血清 IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 含量水平。所以，第12周末與第6周末比較，TC、TG、LDL-C、HDL-C 水平 C、D、E3 組降低或升高；IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 水平 B、D 組升高及 C、E組降低。該實驗研究結果對大蒜素在臨床上應用有一定的指導意義，但大蒜素在降低血脂和炎癥因子水平方面發揮的具體分子機制目前還不清楚，需要進一步的實驗研究。

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