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目的阿尔茨海默病(Alzheimer’diseases, AD)起病隐匿,是一种呈进行性恶化的神经变性病,临床表现包括记忆力减退、认知障碍、语言的退化、视觉和运动协调能力的缺陷,最后由于各种严重的并发症导致死亡。AD一般是在出现症状后进行检查诊断,临床确诊的方法是使用精神量表评估,但一旦临床症状出现往往发生持续进行性的智能衰退,而目前的治疗手段仅为对症治疗缓解症状,因此早期诊断、早期干预对于AD的治疗有着非常重要的意义。AD的主要病理改变包括脑组织老年斑(senile plaques,SPs)、神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)、神经元丢失等。而95%的AD为散发性AD(sporadic, SAD),SAD又是一种与年龄密切相关的疾病,是遗传、环境和代谢因素相互作用的结果。AD脑中血液供应及葡萄糖摄取和代谢受损是神经变性的原因。本课题基于课题组以往的研究结果,进一步研究姜黄素对较长时间干预(灌胃6个月)的AD模型小鼠脑葡萄糖代谢的影响。采用Micro-PET技术获取脑葡萄糖代谢的数据和信息,用免疫组化、Western-blot观察脑葡萄糖转运相关蛋白即葡萄糖转运体(Glucose transporter,GLUT)1和3以及胰岛素受体底物2(insulin receptor substrate,IRS2)的表达,研究姜黄素干预6个月后,对AD模型小鼠不同区域脑葡萄糖代谢的作用,探讨姜黄素长期干预AD多靶点多途径的神经保护机制。材料和方法1.随机将3月龄AD模型小鼠分为5组,每组12只。包括模型组、西药罗格列酮组(10mg/kg·d)和姜黄素干预的大剂量组(400mg/kg·d)、中剂量组(200mg/kg·d)、小剂量组(100mg/kg·d)、12只同月龄的C57/BL6J小鼠作为正常对照组。6组小鼠1次/d灌胃,连续6个月。正常对照组与模型组为排除溶剂0.5%羧甲基纤维素钠的实验的干扰,用等体积0.5%羧甲基纤维素钠进行灌胃。2.通过Morris水迷宫对实验动物进行行为学观察,检测其空间定位和探索能力,评价姜黄素干预6个月对9月龄AD模型小鼠认知能力的影响。3.通过小动物PET功能性成像技术,对实验动物不同区域脑葡萄糖代谢进行测定,评估姜黄素干预6个月对AD模型小鼠不同区域脑葡萄糖代谢的影响。4.采用免疫组化对实验动物脑葡萄糖转运和调节相关蛋白GLUT1、GLUT3、IRS2的表达进行定位和半定量检测；采用另一种蛋白测定方法Western blot对上述蛋白表达进行定性和半定量检测。通过这两种蛋白测定方法,观察姜黄素AD模型小鼠干预6个月后小鼠脑糖代谢相关蛋白表达的作用。5.统计学分析统计分析软件为spssl5.0.数据统计结果用x±s表示。比较组间差异采用单因素方差分析和非参数检验的统计方法。P<0.05表示实验结果有统计学差异。实验结果1.姜黄素对9月龄AD模型小鼠认知能力的影响在Morris水迷宫实验中,干预6个月各组小鼠的游泳时间随训练次数增加均呈下降趋势,中间有小的浮动。模型组逃避潜伏期与正常组小鼠相比显著延长(P<0.05或者P<0.01),各干预组小鼠逃避潜伏期与模型组相比有不同程度的减短(P<0.05)。小鼠游泳距离的结果与逃避潜伏期结果基本一致。2. Micro-PET检测姜黄素对9月龄AD模型小鼠脑葡萄糖代谢的影响各组小鼠脑PET影像显示姜黄素中剂量组、西药组18F-FDG积聚高于模型组,姜黄素大剂量组,小剂量组与模型组差异无显著性。姜黄素干预组中的中剂量组小鼠和西药罗格列酮组小鼠每克脑组织18F-FDG的摄取率高于正常组和模型组。3.姜黄素对9月龄AD小鼠海马GLUT1表达的影响小鼠海马GLUT1免疫组织化学染色结果显示：灌胃6个月后,与正常组C57/BL6J小鼠比,模型组小鼠CA1区阳性细胞明显减少(P<0.01)；与模型组相比,姜黄素干预组中的大剂量、小剂量组小鼠阳性细胞有所增加(P<0.05),西药罗格列酮组和姜黄素干预组中的中剂量组阳性细胞显著增加(P<0.01)。GLUT1蛋白条带表达与免疫组织化学实验结果基本一致。4.姜黄素对9月龄AD小鼠海马GLUT3表达的影响小鼠海马GLUT3免疫组织化学染色结果显示：各组灌胃6个月后,相比正常组C57/BL6J小鼠,模型组小鼠CA1区阳性细胞数显著减少(P<0.01)。相比模型组,西药罗格列酮组、姜黄素干预的大剂量、中剂量组小鼠CA1区阳性细胞数有所增加(P<0.05),姜黄素干预的小剂量组无统计学差异(P>0.05)。GLUT3蛋白条带表达与免疫组织化学结果基本一致。5.姜黄素对9月龄AD小鼠海马IRS2表达的影响小鼠海马IRS2免疫组织化学染色结果显示：各组灌胃6个月后,模型组小鼠海马CA1区IRS2阳性细胞数与正常组相比明显减少(P<0.01)。相比模型组,西药罗格列酮组、姜黄素干预的大剂量、中剂量组小鼠CA1区阳性细胞数有所增加(P<0.05),姜黄素小剂量组无明显差异。IRS2蛋白条带表达与免疫组织化学结果基本一致。结论随着AD小鼠病情进展,姜黄素长期干预AD模型小鼠,可改善其认知能力,并使糖代谢降低脑区的脑葡萄糖代谢增加,促进葡萄糖摄取相关蛋白GLUTl,3以及IRS2的表达,从而改善AD模型小鼠脑能量代谢异常,进而起到神经保护的作用。