大蒜素对阿尔茨海默病高脂血症大鼠血脂代谢及炎性细胞因子的影响

杨 兵，文 进，陈月蛾，张晓明，胡 青，雷占翔

老年性痴呆又称阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD），是发生于老年人的一种进行性发展的中枢神经系统退行性疾病，患者主要表现为记忆力、判断力以及抽象思维等功能的减退或丧失［1，2］。目前，AD的病因病机仍未明确，日趋呈现出发病多样化、病情复杂化的疾病特点，在某种程度上给AD的预防和治疗带来了严重困扰。临床尚无治愈AD的特效方法，以药物保守治疗为主，延缓患者病情进展为主要目标，从而提高患者的生活质量，减轻其家庭负担。高脂血症、炎性细胞因子［如白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-17、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ）］与 AD 的发生、发展密切相关。该实验探讨大蒜素对AD高脂血症大鼠血脂代谢及其血清中 IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 水平的影响。现报告如下。

1　材料与方法

1.1实验动物 雄性SD大鼠160只，10~12月龄，体重220~240 g（笔者所在医院实验动物中心提供）。饲养于温度（22±2） ℃、湿度（50±5）%、12 h 明暗交替的动物房内。

1.2药品与试剂 大蒜素 （上海禾丰制药厂）；Aβ25-35（美国Sigma公司）；血清总胆固醇检测试剂盒（四川迈克生物科技股份有限公司）、三酰甘油检测试剂盒（四川迈克生物科技股份有限公司）、直接法试剂盒（武汉生之源生物科技股份有限公司）、酶联免疫吸附法 （enzyme－linked immuno sorbent assay，ELISA，武汉博士德生物有限公司及广州健仑生物科技有限公司）。

1.3动物分组与海马内注射Aβ25-35诱导AD模型 将大鼠随机分为5组：假手术组（A）、正常血脂组（B）、正常血脂+大蒜素组（C）、高脂血症组（D）、高脂血症+大蒜素组（E），每组32只。各组大鼠均用质量浓度为20 g/L乌拉坦3 ml/kg腹腔注射麻醉后，固定于脑立体定向仪上。参照大鼠脑立体定位图谱，以前囟为零点，穿刺点位于前囟后3.5 mm，中线右侧旁开2 mm。用牙科钻钻开颅骨，以微量注射器自脑表面垂直进针3 mm，B、C、D、E组均于双侧海马CA1区5 min内缓慢注射Aβ25-35各1 ml（10 mg），留针5 min，A组则注射等量的生理盐水。1.4 喂养和给药方法 造模后A、B、C组给予基础饲料（面粉25%、麸皮10%，玉米粉35%、大豆粉30%，另加多种维生素和无机盐）喂养，动物自由摄食饮水。D、E组给予高脂饲料喂养（高脂饲料：基础饲料+1%胆固醇+10%猪油+10%蛋黄粉）。C组、E组分别于第6周末在基础饲料、高脂饲料喂养的同时腹腔注射给予大蒜素20 mg/kg。B、D组分别于第6周末开始在基础饲料、高脂饲料喂养的同时腹腔注射生理盐水20 mg/kg。共12周。

1.5测试样本的采集、处理与检测 5组均于喂养给药第6、12周末股动脉取血2 ml。（1）血脂。采用日本奥林巴斯AU2700型全自动生化分析仪测定血脂指标，包括总胆固醇（total cholestero，TC）、三酰甘油 （triglyceride，TG）、 低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）、高密度脂蛋白 胆 固 醇 （high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）；CHOD－PAP 法检测 TC，GPO－PAP 法检测TG、直接法检测 HDL－C 及 LDL－C。 （2）炎性细胞因子。 应用 ELISA 法检测 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ。所有试验操作均严格按照说明书进行，采集、处理与检测排除喂养期间死亡的大鼠。

1.6统计学处理 所有数据统计由SPSS 20．0软件包完成。计量资料以x±s表示，组间比较采用独立样本t检验，整体比较采用单因素方差分析。p＜0．05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1血脂 TC、TG、LDL－C、HDL－C 第 6 周末 A、B、C 三组比较均无显著性差异 （P＞0．05），D、E 两组均较 A、B、C 三组显著升高或降低（p＜0．01），D、E 两组比较差异无统计学意义（P＞0．05）。第12周末A、B两组较第6周末降低或升高差异无统计学意义（P＞0．05），C、D、E 三组均较第 6 周末降低或升高（p＜0．05，p＜0．01）。 见表1。

2.2炎性细胞因子 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ第 6周末 B、C、D、E四组均较 A组明显升高 （p＜0．01），但 D、E 两组升高更显著（p＜0．01），D、E 两组比较差异无统计学意义（P＞0．05）；第12周末与第6周末比较，B、D 组升高及 C、E 组降低 （p＜0．05，p＜0．01）。 见表2。

表1　第6、12周末各组大鼠血脂水平的比较（x±s，mmol/L）

表2　第6、12周末各组大鼠血清部分炎性细胞因子各参数比较（x±s，pg/ml）

3　讨论

AD发病机制现在尚未研究清楚，目前临床多认为与淀粉样蛋白β（Aβ）的沉积、tau蛋白的聚集、神经递质传导受损、线粒体损伤、氧化应激和遗传因素有关［2，3］。AD患者脑组织内Aβ的释放增多或清除减少，进而激活胶质细胞，引起脑内慢性炎症反应，在AD炎症过程中，涉及到诸多细胞如小胶质细胞、星形胶质细胞及神经元参与，小胶质细胞则是其最主要的炎症细胞，小胶质细胞被β－淀粉样蛋白激活，产生大量致炎性细胞因子如IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN－γ 等［4，5］。 动物摄入过量的营养物质会以TG的形式储存在脂肪细胞，引起脂肪细胞的肥大、畸形、增生、导致缺血缺氧，肥大的脂肪细胞会释放化学诱导物引起巨噬细胞、T淋巴细胞的聚集和活化，释放大量炎症因子如 IFN－γ、TNF－α、IL－6等，造成慢性低水平的炎症反应。IFN－γ被称为“巨噬细胞活化因子”，可介导T细胞对巨噬细胞的激活， 能促进 IL－1β、TNF－α 等炎症因子的分泌［6］。高脂血症大鼠体内代谢紊乱，激活了炎性信号通路，产生大量炎症细胞及异常细胞因子IL－17。同时动物长期摄入高脂高胆固醇后，引起血脂代谢异常，长期血脂代谢异常会导致单核／巨噬细胞的数量增多，加剧血管内皮细胞损伤，血管内皮功能受损而引起血流灌注不足、局部细胞缺氧和缺血，引起氧化应激反应，释放 IL－1β、TNF－α、IFN－γ 炎症因子［7］。由于AD与高脂血症均可导致大量炎性细胞因子的释放， 所以大鼠血清 IL－1β、IL－17、TNF－α、IFN-γ 含量水平第 6周末 B、C、D、E 四组均较 A组明显升高，但D、E两组升高更显著。

大蒜的主要生物活性物质是大蒜鳞茎中的一种有机硫化合物大蒜素，其化学名为二烯丙基二硫醚，具有刺激性气味，为脂溶性。大蒜素不仅能清除氧自由基和羟基自由基，还能降低羟自由基引起的脂质过氧。大蒜素作为降血脂中药受到关注［8］，大蒜素的降脂作用，机制可能是通过抑制肝脏胆固醇合成途径中的酶抑制了胆固醇的合成，促进血清和肝脏三酰甘油的分解，促进脂蛋白之间的代谢与转化，降低低密度脂蛋白，增加高密度脂蛋白，阻断脂质的过氧化反应［9］。大蒜素具有抗氧化作用，具体表现在它能有效清除致老的自由基，显著提高机体内超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）活性，并且体内丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量显著降低。大蒜素干预后，APP/PS1转基因小鼠脑内TNF-α表达水平较APP/PS1转基因小鼠组明显减少，这一结果提示大蒜素可以降低AD模型小鼠脑内的炎症反应，最终起到对大脑神经元的保护作用。大蒜素还能提高白细胞变形能力，抑制白细胞表达黏附分子的功能。大蒜素通过降脂来降低AD模型炎症反应程度，也可通过调节细胞转录因子的磷酸化水平，影响巨噬细胞的功能与TNF-a水平［10］，从而降低大鼠血清 IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 含量水平。所以，第12周末与第6周末比较，TC、TG、LDL-C、HDL-C 水平 C、D、E3 组降低或升高；IL-1β、IL-17、TNF-α、IFN-γ 水平 B、D 组升高及 C、E组降低。该实验研究结果对大蒜素在临床上应用有一定的指导意义，但大蒜素在降低血脂和炎症因子水平方面发挥的具体分子机制目前还不清楚，需要进一步的实验研究。

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