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)是老齡人神經退行性疾病中最常見的疾病，隨著老齡化的發展，AD的患病率日益升高，2015年全球AD病人有0.47億例，預計2050年達到1.32億例[1]。據調查，AD病人集中在65歲以上的人群中，根據我國第6次人口普查，國內65歲以上的老齡人口已有1.19億人，占總人口的8.87%。因此，我國有大量老齡人存在患AD的風險。AD病人晚期會喪失獨立生活能力，需要看護和悉心照料，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擔。有效預防和治療AD極其迫切，同時也是一個重大的挑戰。如同其他神經退行性疾病一樣，AD確切的發病機制仍然不清楚，可能與遺傳、環境以及生活方式等因素有關。目前，關于AD發病機制有多種學說，包括β淀粉樣蛋白學說[2]、Tau蛋白異常磷酸化學說[3]和中樞神經遞質代謝障礙學說[4]。AD能引起炎癥反應、自由基反應等多種細胞級聯反應，通過不同的途徑作用于膠質細胞和神經元，導致神經元功能異常，進一步造成認知障礙。AD在其進展過程中會影響幾種神經遞質系統，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之間關鍵的中介體，宿主獲得的營養物質取決于菌群的代謝作用[8]。飲食誘導的腸道菌群變化是可重復的和持久存在的[9]，對宿主會產生持久的影響。已有研究證實，幾種飲食誘導的小鼠病變是由腸道菌群的變化介導的[10]。腸道菌群與神經遞質相關因子的變化相關，包括神經遞質信號傳導、突觸蛋白表達、長時程增強和髓鞘形成[11]。而益生菌對腸道菌群的調節及益處是毋庸置疑的。流行病學發現，AD病人男女患病率為1∶3，且女性患病多在絕經期后，可能與女性絕經后雌激素水平明顯下降有關，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。有研究發現，血清雌二醇與AD病人的癡呆程度呈正相關[12]，認為雌激素對神經細胞起到劑量依賴性的保護作用。本實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治療及預防提供新的思路和方向。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 無特定病原體(SPF)級SD雄性大鼠72只，由新疆醫科大學動物實驗中心提供，體質量220～240 g，飼養溫度(23±2)℃，相對濕度40%～60%。

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

1.3 分組、造模及實驗方法

1.3.1 分組 將72只SD雄性大鼠分為假手術組和模型組。假手術組又分為假手術+普通飲食組、假手術+益生菌組、假手術+色氨酸組、假手術+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 模型構建

1.3.2.1 模型組 在適應性飼養后第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，向后3.0 mm，旁開±2.0 mm，顱骨表面下深度為3.0 mm，定位雙側海馬CA1區。每側側腦室區平穩緩慢注射5 μL β淀粉樣蛋白(Aβ)1-42(2 μg/μL)，緩慢進針，每側注射時間約為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。術后每天肌內注射青霉素(40 000 U)，持續3 d。

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

1.3.3 給藥方法 分別給予模型組和假手術組大鼠普通飼料、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 每組隨機選取6只大鼠檢測血清IL-6、TNF-α。

2 結 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

本研究結果顯示：模型+普通飲食組IL-6、TNF-α水平與假手術組比較，差異均有統計學意義(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，差異均有統計學意義(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，可能會延緩或預防AD的發生發展。

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，適當攝入上述3種飲食對預防及延緩AD可能有益。本研究樣本量小，實驗結果可能存在偏差。