阿爾茨海默癥（AD）是最常見的老年癡呆癥之一。阿爾茨海默病患者首先會喪失對近期事件的記憶（短期記憶障礙）。隨著病情的發展，他們會喪失自我意識。據過往研究發現，微量營養素的變化也是導致AD的一個危險因素。目前，AD還沒有明確的治療方法。現有的療法可以保護認知和記憶，延緩功能喪失。近年來，越來越多的研究人員開始關注腸道菌群在中樞神經系統疾病中的作用。有人提出用益生菌調節腸道微生物群來預防和治療各種疾病，包括中樞神經系統疾病。來自齊齊哈爾醫學院附屬第二醫院和齊齊哈爾醫學院的研究者們旨在探究補充益生菌飲食對阿爾茨海默癥小鼠模型的認知行為和病理特征的影響，本文主要介紹對認知行為方面的影響。
1. 材料和方法
研究者們使用了48只3xTg-AD和wt B6129SF2小鼠，將12周大的3xTg-AD小鼠和WT小鼠分為兩組，分別為WT +對照組、WT +益生菌組、3xTg-AD +對照組和3xTg-AD +益生菌組。實驗從小鼠12周大時開始，持續20周。
益生菌組飲食含有雙歧桿菌（Bifidobacterium）和嗜酸乳桿菌（Lactobacillus）的溶解產物、維生素A和D、魚肝油中的w3脂肪酸以及維生素B1、B3、B6、B9和B12。每周給小鼠喂食5次（120 毫克/天），與普通飼料一起食用，持續20周。為了探討添加益生菌飲食對AD小鼠空間學習和記憶的影響，研究進行了經典的Morris水迷宮實驗和Y迷宮實驗。
1.1 Y迷宮測試
治療20周后，動物接受為期一周的認知功能測試。在測試期間，動物持續攝入添加益生菌的食物。Y迷宮用于檢測小鼠的空間記憶能力，迷宮的三條臂呈120°夾角，每條臂的尺寸為28 cm×6 cm×18 cm（長×寬×高）。首先將小鼠放置在其中一個臂上，然后在8分鐘內監測小鼠進入三個臂的順序和數量。當小鼠連續進入三個臂（即 ABC、BCA 或 CAB，但不包括 CAC、BAB 或 ABA）時，即為一次交替。自發交替率（%）=[（交替次數）/（臂總數-2）] ×100。
1.2 Morris水迷宮（MWM）
經典的Morris水迷宮（MWM）實驗是在Y迷宮測試的第二天進行的。Morris水迷宮是用于測量與AD等腦部疾病有關的空間記憶的經典行為方法之一。實驗裝置是一個直徑100厘米、深35厘米的灰色圓形水箱。水箱被分為四個象限，在任何一個象限的水面下1厘米處放置一個逃生平臺。測試包括為期五天的位置導航測試和為期一天的空間探索測試。在位置導航測試階段，每只小鼠每天進行4次水下平臺尋找的測試。在空間探索測試階段，水下逃生平臺被移除，每只小鼠從兩個象限隨機進入水箱。在迷宮頂部放置了一個攝像頭，并與動物運動軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)連接，以記錄小鼠的移動軌跡。在每次位置導航測試中，小鼠有60秒鐘的時間自由游動。如果小鼠在此期間無法找到逃生平臺，實驗人員需要手動將其引導至平臺并讓其停留 15 秒。在空間探索測試中，實驗人員隨機選擇兩個象限，將小鼠放入迷宮中，讓它們在60秒內自由游動，并記錄每組小鼠在目標象限的潛伏期、游動速度和游動時間。
2.結果
Morris水迷宮如圖1所示。圖1（a）為各組小鼠在位置導航測試中的逃逸潛伏期。從圖中可以看出，益生菌飲食沒有影響WT組小鼠的逃逸潛伏期。與WT+對照組的小鼠相比，3xTg-AD+對照組的小鼠的逃逸潛伏期明顯更長，而經過益生菌飲食治療后，3xTg-AD鼠的逃逸潛伏期明顯縮短。圖 1（b）是空間探索測試中各組小鼠在目標象限的游泳時間。接受益生菌飲食的3xTg-AD小鼠在目標象限的游泳時間顯著增加。
圖1（a）
圖 1（b）
小鼠在Y迷宮中的自發交替準確性反映了它們的空間工作記憶。如圖2所示，圖2（a）是Y迷宮的示意圖。從圖2（b）中可以看出，益生菌對WT組小鼠的自發交替準確性沒有影響。與WT+對照組相比，3xTg-AD +對照組小鼠的自發交替準確率較低。益生菌飲食治療后，3xTg-AD +益生菌組小鼠的自發交替準確性增加。圖2（c）顯示，各組小鼠在Y迷宮中進入臂的總次數無統計學差異。上述結果表明，3xTg-AD小鼠的海馬認知能力受到嚴重損害。添加益生菌的飲食可以顯著改善3xTg-AD小鼠的空間記憶，進而改變其認知功能。
圖2（a）
圖2（b）
圖2（c）
3.總結
益生菌療法正在成為一種預防和治療包括中樞神經系統疾病在內的多種疾病的策略。本文研究者們在3xTg-AD小鼠的飲食中添加了益生菌，進一步觀察了認知行為及其他變化。
研究結果發現，Morris水迷宮測試中益生菌飲食可減輕3xTg-AD小鼠學習記憶的損傷。Y迷宮測試結果顯示，益生菌飲食能提高3xTg-AD組小鼠的自發交替準確性，可以顯著改善3xTg-AD小鼠的空間記憶。這些測試表明，補充益生菌的飲食可以改善 3xTg-AD 模型小鼠的認知功能。
本研究補充了益生菌療法可以預防和治療AD的觀點，值得今后更多相關的研究。
4. 參考文獻
Tan, C., Liu, Y., Zhang, H., Di, C., Xu, D., Liang, C., Zhang, N., Han, B. & Lang, W. (2022). Neuroprotective Effects of Probiotic-Supplemented Diet on Cognitive Behavior of 3xTg-AD Mice. Journal of Healthcare Engineering, 2022.
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