随着我国社会经济发展及人口老龄化加剧,针对膳食与健康的核心问题,开展食物的营养功能评价和相关营养干预研究已成为食品营养学研究的重要内容。芝麻酚（Sesamol）是我国重要油料作物芝麻中的主要活性成分,具有极强的抗氧化性,被广泛应用于食品生产加工、医药日化研发过程中。近年来研究发现,芝麻酚可以透过机体血脑屏障,并在脑内发挥神经保护作用。然而,目前关于芝麻酚能否改善衰老及其相关的神经退行性疾病诱导认知功能障碍及其机理尚不十分明确。因此,本论文以芝麻酚为研究对象,利用行为学手段研究其对衰老小鼠及阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease,AD）模型小鼠认知记忆功能的改善作用;利用食品营养学及分子生物学研究方法研究芝麻酚神经保护作用的分子机制。（1）为研究芝麻酚对自然衰老小鼠认知记忆功能障碍的改善作用,选取12月龄CD-1雄性小鼠,通过掺入饲料的方式（0.1%w/w,约100 mg/kg小鼠体重）进行为期3个月的芝麻酚干预,并利用水迷宫、Y迷宫等行为学手段进行认知记忆功能评价。膳食补充芝麻酚能缓解年龄相关的记忆力下降和认知缺陷;通过组织病理切片和透射电镜观察发现,芝麻酚能改善衰老导致的神经细胞病理性损伤、凋亡,改善突触后致密结构的长度和宽度的降低;利用免疫组化、荧光染色等技术发现芝麻酚可增加突触后致密蛋白PSD-95的蛋白表达量,这可能与芝麻酚提高脑源性神经营养因子BDNF的表达、减少β淀粉样蛋白（Aβ）的沉积密切相关。（2）为研究芝麻酚改善自然衰老小鼠认知记忆功能障碍的分子机制,利用Western blot、q PCR、免疫组化技术发现芝麻酚可降低衰老小鼠血液及脑部氧化损伤标志物MDA水平,增加CAT、SOD、HO-1、NQO-1等抗氧化酶的活力及表达量,研究发现可能与芝麻酚激活抗氧化防御酶体系Nrf2/ARE通路相关;进一步研究发现,芝麻酚降低了脑内神经炎症水平,减少了小胶质细胞激活,而其抗炎活性可能与其抑制NFκB通路相关;Apo E是脑内清除Aβ的关键分子,研究发现芝麻酚可激活Apo E相关信号通路的表达,提示芝麻酚在脑内脂质代谢中的调控作用可能是其改善认知障碍的关键机制;此外,由于芝麻酚在肠内的生物分布远大于脑内,利用16S r DNA sequencing技术分析了芝麻酚对肠道微生态的干预作用,发现膳食补充芝麻酚可重塑肠道菌群结构,减少血液中LPS含量,这也从“肠-脑轴”角度解释了芝麻酚在衰老小鼠的抗炎抗氧化作用机制。（3）为深入研究芝麻酚对衰老相关神经退行性疾病AD认知功能障碍的改善作用,选取APPswe/PSEN1d E9转基因（下称APP/PS1）AD模式小鼠,及Apo E-/-AD模式小鼠,进行芝麻酚干预。通过行为学研究表明,芝麻酚显著改善了APP/PS1小鼠认知功能障碍,并显著抑制了脑内皮层与海马区Aβ聚集;进一步研究表明,芝麻酚激活了APP/PS1小鼠脑内Apo E相关通路的表达,抑制了神经炎症的发生;然而,芝麻酚却不能改善高脂膳食诱导的Apo E-/-小鼠认知记忆功能的损伤及焦虑样行为;通过组织病理学检测、免疫组化等方法发现,芝麻酚也不能完全改善Apo E-/-小鼠脑部神经元损伤及突触超微结构的变化,不能抑制脑内Aβ的聚集。因此推测,芝麻酚对AD的神经保护作用可能与Apo E通路密切相关。（4）为揭示ApoE在改善芝麻酚干预衰老及AD认知功能障碍作用中的介导机制,利用上述Apo E-/-小鼠模型研究发现,芝麻酚可激活野生型小鼠中Apo E相关通路基因LXR、LRP1的表达、抑制海马区神经炎症因子IL-1β、TNF-α的表达,上调脑源性神经营养因子BDNF的表达,而在Apo E-/-小鼠中却无相应生物活性;同时为阐明芝麻酚营养干预中的“肠-脑轴”介导机制,利用GC、16S r DNA sequencing技术分析了Apo E-/-小鼠中肠道菌群结构及代谢产物变化,研究发现,芝麻酚可显著影响野生型小鼠肠道菌群结构,增加乳球菌等微生物丰度,增加了粪便中肠道微生物代谢产物短链脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸含量,抑制肠道组织炎症反应及血液中LPS水平,但对Apo E-/-小鼠影响并不显著。由此说明,Apo E相关脂蛋白通路在芝麻酚的神经保护作用中发挥着关键的调控作用。综上所述,芝麻酚能够通过其抗氧化、抗炎作用,上调脑内ApoE相关脂代谢通路,并经由“肠-脑轴”系统性机制,改善了衰老及神经退行性疾病相关的认知功能障碍。本研究可为天然功能性食物组分的神经营养干预研究提供新的研究思路,同时可为芝麻酚作为主要功能成分的健康食品开发提供理论基础。