转基因阿尔茨海默病(TgF344-AD)大鼠模型中终生酒精摄入的性别特异性效应:认知障碍与神经炎症的关联

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Brain, Behavior, and Immunity 8.8

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  本研究针对酒精终生摄入如何影响阿尔茨海默病及相关痴呆(ADRD)的神经行为与病理特征,利用转基因TgF344-AD大鼠模型(表达人类APPsw和PSEN1突变基因)和野生型大鼠,通过间歇性乙醇摄入模型(10%乙醇,2天/周期)结合行为学测试(自发交替、情境恐惧条件反射、高架十字迷宫等)和基因表达分析(App、Il-6、Bace1等)。结果显示,雌性TgF344-AD大鼠在3月龄时出现认知交替行为减少,6月龄时情境恐惧增强;乙醇摄入选择性调控海马炎症基因(如LPS刺激后雄性Il-1β↑,雌性Hmgb1↓),表明性别和基因型交互影响AD病理进程。该研究为ADRD的性别差异机制和酒精干预策略提供了新证据。

  

背景与问题
随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病(AD)和酒精使用障碍(AUD)的共病现象日益突出。流行病学数据显示,终生酗酒可能通过促进β淀粉样蛋白(Aβ)沉积加剧AD风险,但性别差异和分子机制尚不明确。转基因TgF344-AD大鼠(携带人类APP和PSEN1突变基因)能模拟AD的核心病理特征,如Aβ斑块和认知衰退,为探索酒精与AD的交互作用提供了理想模型。

研究设计与方法
美国宾汉姆顿大学的研究团队通过两项实验展开研究:实验1对3月龄和6月龄大鼠进行自发交替行为测试和情境恐惧条件反射;实验2在3/6/9月龄评估高架十字迷宫(EPM)、埋珠实验等焦虑行为,并分析海马基因表达(基线状态和LPS刺激后)。采用慢性间歇性乙醇摄入模型(10%乙醇,2天/周),结合qPCR检测炎症基因(Il-1β, Il-6)和AD相关基因(App, Bace1, RAGE)。

研究结果

  1. 行为学表现
  • 自发交替:仅雌性TgF344-AD大鼠在3月龄时乙醇摄入显著降低交替行为(p<0.05),提示早期工作记忆损伤。
  • 情境恐惧:6月龄雌性TgF344-AD大鼠表现出更强的恐惧记忆保留(p<0.05),表明乙醇加剧基因型相关的情绪记忆异常。
  • 焦虑行为:TgF344-AD大鼠在EPM中开放臂探索时间减少(p<0.05),但乙醇影响微弱,提示基因型而非酒精主导焦虑表型。
  1. 分子机制
  • 基线基因表达:6月龄时,TgF344-AD大鼠海马App和Bace1表达升高(p<0.05),且雌性Il-6上调更显著,反映Aβ生成通路激活。
  • LPS刺激后:9月龄雄性乙醇组炎症基因(Il-1β, Il-6)显著增强,而雌性TgF344-AD乙醇组则出现Hmgb1和RAGE下调(p<0.05),揭示性别特异性免疫调节差异。

结论与意义
该研究首次在TgF344-AD模型中系统揭示终生酒精摄入的性别二态性效应:雌性更易出现早期认知和情绪障碍,而雄性在炎症挑战后神经炎症反应更强。分子层面,乙醇通过差异调控RAGE/LRP-1(Aβ转运体)和Bace1(β分泌酶)加剧或缓解AD病理,为开发性别特异性AD干预策略提供了理论依据。论文发表于《Brain, Behavior, and Immunity》,为ADRD的酒精相关风险因素研究树立了新范式。

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