补充中链甘油三酯联合二十二碳六烯酸通过改善APP/PS1小鼠脑葡萄糖代谢抑制淀粉样β蛋白沉积

Supplementation of Medium-Chain Triglycerides Combined with Docosahexaenoic Acid Inhibits Amyloid Beta Protein Deposition by Improving Brain Glucose Metabolism in APP/PS1 Mice

作者信息Zehao Wang, Dalong Zhang, Cheng Cheng, Zhenzhen Lin, Dezheng Zhou, Yue Sun, Wen Li, Jing Yan, Suhui Luo, Zhiyong Qian, Zhenshu Li, Guowei Huang
PMID37836528
期刊Nutrients
发布时间2023-10-01
DOI10.3390/nu15194244

实验完整度

包含体外动物模型(APP/PS1小鼠)分组干预,检测血清脂肪酸、β-HB、脑组织免疫组化、TUNEL凋亡及PET-CT代谢成像,功能与机制验证并行。

主要模型

APP/PS1转基因小鼠(C57BL/6J背景) 饮食干预模型(MCTs、DHA、MCTs+DHA及对照)

重点核对

饮食干预起始月龄:3月龄,持续8个月 MCTs剂量:100 g/kg 饲料,DHA剂量:2.91 g/kg 饲料 每组小鼠数量:15只/组(部分检测n=5-7) 主要检测方法:GC-MS、免疫组化、TUNEL、ELISA、18F-FDG-PET-CT 统计方法:单因素方差分析和SNK-q检验

摘要

脑葡萄糖代谢的恶化先于阿尔茨海默病(AD)的临床发病。中链甘油三酯(MCTs)和二十二碳六烯酸(DHA)可积极改善脑葡萄糖代谢并降低AD相关蛋白的表达。然而,联合干预的效果尚不清楚。本研究探讨了补充MCTs联合DHA对APP/PS1小鼠改善脑葡萄糖代谢和降低AD相关蛋白表达水平的影响。将小鼠分为四个饮食处理组:对照组、MCTs组、DHA组和MCTs+DHA组。从3个月龄到11个月龄,各组小鼠分别喂食相应饮食。结果表明,补充MCTs联合DHA可增加血清辛酸(C8:0)、癸酸(C10:0)、DHA和β-羟基丁酸(β-HB)水平;改善葡萄糖代谢;减少脑内神经细胞凋亡。此外,它还有助于降低脑内淀粉样β蛋白(Aβ)、淀粉样前体蛋白(APP)、β位点APP切割酶-1(BACE1)和早老素-1(PS1)的表达水平。此外,MCTs+DHA补充组的益处显著优于单独补充MCTs或DHA。总之,补充MCTs联合DHA可改善APP/PS1小鼠脑内能量代谢,从而减少神经细胞凋亡并抑制Aβ的表达。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
补充MCTs联合DHA是否能通过改善脑葡萄糖代谢来减少神经细胞凋亡并抑制AD相关蛋白(Aβ、APP、BACE1、PS1)的表达?
核心机制
MCTs和DHA联合补充通过提高血清和脑组织中β-HB水平,改善脑葡萄糖代谢,进而减少神经细胞凋亡,并降低APP、BACE1和PS1表达,从而抑制Aβ生成和沉积。
主要证据
在APP/PS1小鼠中,MCTs+DHA组血清C8:0、C10:0、DHA和β-HB水平显著升高,PET-CT显示海马和皮层SUVglc显著增加,免疫组化显示Aβ、APP、BACE1和PS1表达降低,TUNEL显示神经细胞凋亡减少。
研究意义
补充MCTs联合DHA可能作为抑制Aβ沉积的干预策略,为延缓AD发病或进展提供理论依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物分组与饮食干预

建立不同饮食干预的APP/PS1小鼠模型,比较MCTs、DHA及联合补充的效果。

3月龄雄性APP/PS1小鼠随机分为4组(15只/组),分别喂食对照饲料、含100 g/kg MCTs的饲料、含2.91 g/kg DHA的饲料及两者联合的饲料,持续8个月至11月龄处死。

2

血清脂肪酸和β-羟基丁酸检测

验证饮食干预后血清中MCTs成分(C8:0、C10:0)和DHA水平的变化,并检测酮体β-HB水平。

采用GC-MS检测血清中C8:0、C10:0和DHA水平;采用ELISA试剂盒检测血清和脑组织中β-HB浓度。

3

脑组织免疫组化检测AD相关蛋白

评估不同饮食干预对脑内Aβ、APP、BACE1和PS1蛋白表达的影响。

取脑组织固定、包埋、切片,进行免疫组化染色,用DAB显色,定量分析海马和皮层中Aβ、APP、BACE1和PS1的积分光密度。

4

TUNEL法检测神经细胞凋亡

评估饮食干预对脑内神经细胞凋亡的影响。

脑组织切片进行TUNEL染色,DAPI复染,荧光显微镜下计数凋亡细胞(绿色)与DAPI阳性细胞(蓝色)的比例。

5

18F-FDG-PET-CT评估脑葡萄糖代谢

评估不同饮食干预对脑内葡萄糖代谢的影响。

小鼠注射18F-FDG后行PET-CT扫描,计算海马和皮层的标准摄取值(SUV)及葡萄糖校正的SUVglc。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

检测血清脂肪酸和酮体水平
检测蛋白表达水平
检测细胞凋亡
评估脑葡萄糖代谢

产品清单

实验环节名称品牌货号
中链甘油三酯油Nisshin OilliO Co., Ltd.--
二十二碳六烯酸油Acmec Biochemical Co., Ltd.--
安捷伦7890/5975C气相色谱-质谱联用仪Agilent--
安捷伦DB-WAX毛细管柱Agilent--
ABC封闭血清工作液Vector LabPK-6105
抗Aβ抗体Abcamab201060
抗APP抗体Abcamab32136
抗BACE1抗体Biossbs-0164R
抗PS1抗体Abcamab76083
DAB底物ORIGENEzli-9018
奥林巴斯显微镜Olympus--
rTDT反应体系PromegaG3250
DAPI染色Vector LaboratoriesH-1800
奥林巴斯IX81显微镜Olympus--
β-羟基丁酸比色法检测试剂盒ElabscienceE-BC-K785-M
BCA蛋白定量试剂盒----
酶标仪(Bio-Tek SynergyMx)Bio-Tek--
PET-CT仪器(Inliview-3000B)Novel Medical--
PMOD v3.9PMOD Technologies--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物分组与饮食干预
小鼠品系(APP/PS1,C57BL/6J背景)、性别(雄性)、起始月龄(3月龄)、干预时长(8个月)、饮食剂量(MCTs 100 g/kg,DHA 2.91 g/kg)、每组样本量(15只)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.1
血清脂肪酸检测
GC-MS检测条件(色谱柱型号、分流比、载气流速)、血清用量(100 μL)、衍生化方法(1%硫酸-甲醇)、样本量(n=6)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.2及图1图注
免疫组化检测AD相关蛋白
切片厚度(5 μm)、抗原修复方法(柠檬酸)、封闭试剂(ABC工作液)、一抗稀释比例(1:1000)、抗体货号、DAB显色时间(5 min)、样本量(n=5)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.3及图2、图3图注
TUNEL检测神经细胞凋亡
蛋白酶K浓度(20 μg/mL)、Triton-X浓度(0.5%)、rTDT反应体系(G3250)、孵育时间(60 min)、DAPI染色(H-1800)、样本量(n=5)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.4及图4图注
β-HB检测
试剂盒型号(E-BC-K785-M)、脑组织用量(30 mg)、血清样本处理(离心)、样本量(n=7)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.5及图5图注
18F-FDG-PET-CT成像
注射放射性活度(130-170 μCi)、麻醉方式(0.5%异氟烷)、扫描时间(35-40 min)、分析软件(PMOD v3.9)、样本量(n=5)。
阅读提示:见Materials and Methods 2.6及图6图注