AD患者的GM组成与健康人群显著不同,表现为菌群多样性降低、抗炎菌属(如直肠真杆菌)减少及促炎菌属(如大肠杆菌/志贺氏菌)增多。动物研究表明,GM失调加剧Aβ沉积、神经炎症及认知缺陷。GM参与AD的关键机制包括: 神经内分泌通路:GM代谢物及迷走神经信号调控HPA轴,影响皮质醇释放和小胶质细胞激活。 免疫炎症信号:促炎细胞因子(如IL-1β、TNF-α)和细菌内毒素(如脂多糖,LPS)破坏血脑屏障(BBB)、促进Aβ聚集并激活小胶质细胞。 短链脂肪酸(SCFAs)与代谢调控:丁酸等SCFAs通过增强BBB完整性、抑制神经炎症及提供神经保护性能源底物,发挥抗AD作用。 1. 实验动物选择 ① 模型动物: SAMP8小鼠(Senescence-Accelerated Mouse Prone 8):自然衰老模型,兼具肠道菌群失调和AD样病理(Aβ沉积、认知缺陷)。 5xFAD转基因小鼠:高表达人类APP和PSEN1突变基因,快速形成Aβ斑块和神经元丢失。 ② 对照组 SAMR1小鼠(Senescence-Accelerated Mouse Resistant 1):同源健康对照,无加速衰老表型。 野生型C57BL/6小鼠:用于转基因模型对照。 2. 肠道菌群干预方法 ① 菌群失调诱导 广谱抗生素处理: 方案:混合抗生素(氨苄西林1 g/L、万古霉素0.5 g/L、新霉素1 g/L、甲硝唑1 g/L)溶于饮用水,连续灌胃4周。 目的:清除肠道共生菌群,模拟菌群失调。 高脂饮食(HFD): 方案:60%脂肪供能饲料喂养12周,诱导肠道菌群紊乱和代谢异常。 ② 菌群移植(FMT) AD患者菌群移植: 来源:收集AD患者粪便样本,制备菌群悬液。 方法:通过灌胃将AD菌群移植至无菌或抗生素处理的小鼠,每周3次,持续4周。 健康菌群移植: 来源:健康志愿者粪便样本作为对照。 3. 行为学与认知功能评估 ① Morris水迷宫 评估空间学习和记忆能力,记录逃避潜伏期、目标象限停留时间。 ② 新物体识别实验 检测短期记忆和认知灵活性,计算辨别指数(DI)。 ③ Y迷宫自发交替实验 评估工作记忆,记录自发交替率。 4. 样本采集与分析 ① 肠道内容物 16S rRNA测序:分析菌群组成(α/β多样性、菌属丰度变化)。 代谢组学:检测SCFAs(乙酸、丙酸、丁酸)水平(GC-MS/HPLC)。 ② 脑组织 免疫组化/ELISA:定量Aβ斑块(6E10抗体)、磷酸化tau蛋白(AT8抗体)。 Western blot/qPCR:分析炎症标志物(IL-1β、TNF-α、NF-κB)、小胶质细胞活化标记(Iba1)。 ③ 透射电镜:观察突触超微结构变化。 血液与脑脊液 ELISA:检测炎症因子(IL-6、IL-17)、LPS、皮质醇水平。 代谢标志物:血糖、胰岛素、脂多糖结合蛋白(LBP)。 6. 关键验证指标 肠道菌群特征:AD相关菌属(如大肠杆菌↑、直肠真杆菌↓)与SCFAs水平。 AD病理进展:Aβ斑块负荷、tau磷酸化程度、神经炎症强度。 认知功能关联:行为学评分与菌群/代谢物的相关性分析(Spearman/Pearson)。 参考文献: [1]Roles of Gut Microbiota in Pathogenesis of Alzheimer's Disease and Therapeutic Effects of Chinese Medicine.SUN Ying-xin, JIANG Xi-juan, LU Bin, GAO Qing, CHEN Ye-fei, WU Dan-bin,ZENG Wen-yun, YANG Lin, LI Hu-hu, and YU Bin [2]Dysbiosis and Alzheimer’s Disease: Cause or Treatment Opportunity?Manuel H. Janeiro, María J. Ramírez & Maite Solas.Review Paper.Published: 05 January 2021.Volume 42, pages 377–387, (2022) 关于晶莱 晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床期前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。 截至目前,晶莱生物已与国内超过500家生物医药公司、高校及医院建立了紧密的合作关系,成功实施了10000余项研究/研发项目,积累了超过100000+客户。5. 实验分组与时间线