阿爾茨海默的腸道菌群特征和學(xué)習(xí)記憶損傷變化

阿爾茨海默�。ˋD）是一種進(jìn)行性發(fā)展的神經(jīng)退行性疾病，也是老年癡呆癥的最常見(jiàn)形式。阿爾茨海默病的臨床表現(xiàn)包括進(jìn)行性認(rèn)知功能、注意力、定向力和邏輯功能障礙。近年來(lái)的研究表明，與健康同齡人群相比，阿爾茨海默病患者具有特殊的腸道菌群特征。在動(dòng)物上的研究也顯示AD老鼠的腸道菌群變化增加了腦中的炎癥反應(yīng)，并認(rèn)為這種由于腸道菌群變化導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致認(rèn)知功能損傷的重要原因之一。最近的臨床觀察發(fā)現(xiàn)，與AD患者長(zhǎng)期生存在一起的健康配偶會(huì)增加患有老年癡呆的風(fēng)險(xiǎn)，但這種現(xiàn)象具體發(fā)生機(jī)制還不清楚�；�于以上研究背景，本研究旨在確定與AD老鼠共生存的健康老鼠是否出現(xiàn)AD樣的腸道菌群轉(zhuǎn)換，以及這種共生存是否最終導(dǎo)致健康老鼠的認(rèn)知功能損傷。

近日，美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)左志義教授課題組在CNS Neuroscience & Therapeutics （CNSNT）雜志上發(fā)表題為 “Co-housing with Alzheimer's disease mice induces changes in gut microbiota and impairment of learning and memory in control mice” 的研究報(bào)道，報(bào)道顯示與AD老鼠長(zhǎng)期共生存后的健康老鼠出現(xiàn)與AD老鼠相似的腸道菌群的轉(zhuǎn)換和腸道滲透特性的變化，以及學(xué)習(xí)記憶功能的損害。美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)麻醉學(xué)系左志義教授為論文的通訊作者，美國(guó)弗吉尼亞左志義教授課題組李軍博士和單偉然博士為論文的共同作者。

首先，作者隨機(jī)將6個(gè)月齡的雌性3xTg-AD [B6;129-Tg (APPSwe, tauP301L) 1Lfa Psen1 ^tm1Mpm/Mmjax, Jackson Laboratory] 老鼠與同齡同性別健康老鼠 (B6129SF2/J, Jackson Laboratory) 分成對(duì)照組，AD組和對(duì)照與AD老鼠共籠飼養(yǎng)組。其中對(duì)照組中只包含單獨(dú)飼養(yǎng)的健康老鼠（每籠5只老鼠），AD組只含有單獨(dú)飼養(yǎng)的AD老鼠（每籠5只老鼠）, 共籠培養(yǎng)組包含2只或3只AD老鼠與2只或3只健康老鼠共籠飼養(yǎng)（每籠5只老鼠）。在飼養(yǎng)8個(gè)月后，每組老鼠進(jìn)行Barnes Maze 和Fear conditioning行為學(xué)測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組老鼠相比，與AD老鼠共養(yǎng)后的對(duì)照組老鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的降低，表現(xiàn)出與AD老鼠相似的行為學(xué)特征（圖1）。

圖1. 與AD同籠飼養(yǎng)的對(duì)照老鼠出現(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶功能障礙

其次，菌群的β多樣性研究發(fā)現(xiàn)，與AD鼠共養(yǎng)后的對(duì)照組老鼠具有與AD老鼠相似的菌屬結(jié)構(gòu)。例如，與對(duì)照組老鼠相比，與AD鼠共養(yǎng)后的對(duì)照組老鼠具有相對(duì)豐度更高的菌屬g_anaeroplasma和g_clostridiales_fam-ily_XIV._incertae_sedis_unclassified，這一點(diǎn)與AD鼠相似（圖2）。

圖2. 菌群組成分析

另外，利用FITC-dextran對(duì)腸道通透性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組老鼠相比，與AD鼠共養(yǎng)后的對(duì)照組老鼠血液中檢測(cè)出更高濃度的FITC-dextran（圖3）。

圖3. 腸道通透性檢測(cè)

長(zhǎng)期與AD小鼠一起生活會(huì)損害對(duì)照小鼠的學(xué)習(xí)和記憶。這種共同飼養(yǎng)還將它們的腸道微生物群改變?yōu)轭?lèi)似 AD 小鼠的模式，并增加了對(duì)照小鼠的腸道通透性，這些病理變化被認(rèn)為有助于人類(lèi)和動(dòng)物的 AD 表現(xiàn)。然而，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定這些在小鼠身上的發(fā)現(xiàn)是否適用于人類(lèi)。這些研究可以解釋為什么配偶照顧者在以后的生活中患癡呆癥的可能性很高。然后可以制定可能的干預(yù)措施。

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