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目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以进行性认知功能障碍为特征的神经变性疾病,记忆力减退是其显著的临床特点。世界卫生组织与国际阿尔茨海默病协会联合发布公告显示该病发病率逐年上升,我国已经成为全球AD患病人数最多的国家。AD确诊有赖于尸检发现脑内特征性神经病理学改变。对临床特点及病理学特点的分析有助于更好地理解病理学改变与临床状态间关系。实验动物模型,尤其是小鼠模型的应用,对于验证AD发病的病理生理学假说,以及评估临床新药疗效方面发挥着积极作用。APP/PS1双转基因小鼠已被证实是目前研究AD发病机制的成熟动物模型。APP/PS1双转基因小鼠过表达人源APP瑞典型突变基因(APPswe,K670N/M671L)以及第九外显子缺失的人源早老素1(Presenilin 1,PS1)基因,背景为C57BL/6J小鼠。目前AD发病机制尚未得到明确阐述。β淀粉样蛋白(amyloidβ,Aβ)沉积以及tau蛋白过度磷酸化导致的神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT)被认为是AD可能的发病机制,是目前研究的焦点,形成了Aβ沉积和NFT两种学说。但是,基于上述假说,旨在通过降低脑内Aβ沉积,从而改善AD认知功能等临床症状而研制的多种靶向治疗新药投入临床实验,发现上述药物不但未表现出明显改善认知功能的临床疗效,甚至对脑内Aβ沉积、NFT及tau蛋白磷酸化等神经病理学标志物异常表达的效果亦不明显。另有文献报道,部分正常老年人脑内可见多量Aβ沉积,但临床上却不表现痴呆症状;而另外有相当比例临床被确诊为AD的患者,尸检及影像学检查始终不出现脑内Aβ沉积。说明Aβ沉积可能只是AD疾病进展的一种中间产物,AD的发病机制尚待进一步研究。尸检及影像学研究发现,AD患者白质灰质存在广泛的脱髓鞘病变,提示脱髓鞘改变参与AD发病过程。相关综述报道,在AD发病进程中,记忆力障碍的生物学标志物表达量与临床疾病发展过程中的时间排序关系中,白质脱髓鞘改变是早期事件。中枢神经系统髓鞘由少突胶质细胞胞质和胞膜包绕神经元轴突形成。少突胶质细胞对维持轴突完整性,促进神经冲动传导具有重要意义。最新研究发现,少突胶质细胞通过少突胶质细胞自身表达丰富的单羧酸转移酶1(monocarboxylate transporter 1,MCT1)为轴突代谢提供葡萄糖或者乳酸作为代谢底物,该酶缺失可导致动物模型或细胞模型轴突受损及神经元数量减少。在髓鞘形成过程中,少突胶质细胞系逐步发育并协调性地表达多种抗原特性如NG2硫酸软骨素蛋白多糖等促进髓鞘的成熟。在脱髓鞘疾病中,NG2阳性细胞的主要功能是分化发育成少突胶质细胞,最终完成髓鞘化。因此,本实验选取APP/PS1双转基因小鼠作为AD动物模型,选取3月龄及6月龄两个阶段,分析白质灰质脱髓鞘病变情况及少突胶质细胞在发病机制中可能的参与作用。方法:1.3月龄和6月龄APP/PS1双转基因小鼠及C57BL/6J小鼠均购自中国医科大学实验动物中心。用Morris水迷宫实验系统及视频分析系统评价3月龄和6月龄APP/PS1双转基因小鼠及同月龄对照组小鼠学习记忆能力的改变。评估APP/PS1双转基因小鼠3月龄和6月龄可否模拟AD发病早期及典型临床表现阶段,为后续实验做铺垫。2.Morris水迷宫实验结束后,用Luxol Fast Blue髓鞘染色液对APP/PS1双转基因小鼠及同月龄对照组小鼠进行脑组织髓鞘染色,测量胼胝体宽度及相对光密度值,分析白质病变情况。实时荧光定量RT-PCR检测技术,定量测定APP/PS1双转基因小鼠及同月龄对照组小鼠额颞叶皮层MBP表达量,分析灰白质髓鞘受损情况。免疫组织化学染色方法,观察分析APP/PS1双转基因小鼠及同月龄对照组小鼠额颞叶皮层dMBP阳性染色细胞表达变化,进一步分析髓鞘受损情况。3.对APP/PS1双转基因小鼠及同月龄对照组小鼠额颞叶皮层,进行免疫组织化学染色,观察分析少突胶质细胞前体NG2阳性表达细胞数量变化;并进行实时荧光RT-PCR检测少突胶质细胞MCT1-RNA表达量,从而进一步分析少突胶质细胞在AD发病过程中可能的参与机制。结果:1.Morris水迷宫实验学习阶段,APP/PS1双转基因小鼠逃避潜伏期缩短,各组小鼠表现出正常的学习过程。2.Morris水迷宫实验记忆阶段,APP/PS1双转基因小鼠穿越隐匿平台所在位置的次数以及在目标象限游动距离比例逐渐缩小,3月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,穿越隐匿平台所在位置的次数和在目标象限游动距离所占比例无明显差别,6月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,穿越隐匿平台所在位置的次数和在目标象限游动距离所占比例显著下降。3.Luxol Fast Blue髓鞘染色发现APP/PS1双转基因小鼠胼胝体宽度缩小、平均光密度值下降。3月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,胼胝体宽度及平均光密度值无明显差别;6月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,胼胝体宽度明显减少、平均光密度值明显下降。4.实时荧光定量RT-PCR检测发现APP/PS1双转基因小鼠颞叶皮层髓鞘碱性蛋白RNA表达量下降。与同月龄对照组小鼠相比,3月龄、6月龄APP/PS1双转基因小鼠髓鞘碱性蛋白RNA表达量均下降,6月龄时更加显著。5.免疫组织化学染色发现,与同月龄对照组小鼠相比,APP/PS1双转基因小鼠6月龄时颞叶皮层dMBP阳性染色细胞和NG2阳性染色细胞比率显著增加;3月龄时无统计学差异。6.实时荧光定量RT-PCR检测发现APP/PS1双转基因小鼠颞叶皮层MCT1 mRNA表达量下降。3月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,MCT1受体RNA表达量基本相当,6月龄APP/PS1双转基因小鼠与同月龄对照组小鼠相比,MCT1受体RNA表达量显著下降。结论:1.在Morris水迷宫实验中,3月龄APP/PS1双转基因小鼠未出现明显学习记忆障碍,6月龄APP/PS1双转基因小鼠学习记忆力明显减退。2.3月龄APP/PS1双转基因小鼠开始出现胼胝体萎缩、髓鞘蛋白表达减少及破坏增多等髓鞘脱失改变;6月龄APP/PS1双转基因小鼠上述髓鞘脱失改变更明显。3.6月龄APP/PS1双转基因小鼠颞叶皮层NG2细胞出现反应性增殖、MCT1-RNA表达量下降。3月龄APP/PS1双转基因小鼠颞叶皮层NG2细胞及MCT1-RNA表达量未见异常改变。