在阿尔茨海默病(AD)研究中,维生素D缺乏和体成分改变的现象比较常见。补充维生素D和美金刚(Memantine,一种治疗AD的药物)治疗,可以保护皮质轴突免受淀粉样蛋白损伤暴露和毒性影响。本研究利用APP/PS1小鼠维生素D缺乏模型,研究美金刚结合维生素D治疗对APP/PS1小鼠体成分变化的影响。小鼠模型:APP/PS1小鼠(以下简称APP) ①Control组:喂养正常饲料 (n = 14); ②Vitd-组:6月龄开始 喂养缺少维生素D饲料(n = 14); ③Mem&VitD-组:6月龄开始 喂养缺少维生素D饲料,9月龄开始美金刚治疗(n = 14); ④Mem&VitD+组:6月龄开始 喂养缺少维生素D饲料,9月龄开始美金刚和补充维生素D治疗(n = 14)。 别在6、9、12、15 月龄取血清,检测维生素D含量;15月龄进行micro-CT检测,对小鼠体成分进行分析。 图1 二、结果:1、血清中维生素D检测结果(图2):
①control组,血清中维生素D在各个时间段没有明显的变化,(但体重有所变化); ②Vitd-组,血清中维生素D的含量显著下降,平均下降83%; ③Mem&VitD-组,血清中含量也持续显著下降; ④Mem&VitD+组,在第9个月维生素D含量明显下降,12月、15月维生素D含量水平不仅比第9个月高,并且比第6个月高出一倍多。 图2:血清中维生素D检测结果 总的来说,小鼠的血清维生素D水平可以通过饮食进行调整。与缺乏维生素D饮食的小鼠相比,摄入富含维生素D饮食的小鼠血清水平高出10倍以上。 2、15月龄micro-CT检测结果(图3):
(图3)micro-CT图例,脂肪组织(黄色)、瘦肉组织(红色)或骨骼组织(白色)。
① 不同治疗组小鼠之间的总质量和体积没有差异,重量法测量的总体质量与micro CT测量的总体质量没有显著差异,验证了micro CT用于测量组织质量的可行性。(图4) 图4
②micro-CT分析瘦肉组织重量、体积,脂肪组织重量、体积,骨骼组织重量、体积,结果显示:Mem&VitD-组在骨骼组织重量和体积上都显著高于对照组,这是两组之间体分析显著差异指标。(图5) 图5
③使用CT导出的骨骼组织容积计算小鼠的骨矿物质含量(BMC)和骨矿物质密度(BMD),Mem&VitD-组BMC水平显著高于对照组,但BMD没有明显差异。(图6-7) 图6 图7 饮食不足导致血清维生素D水平下降,而饮食丰富后,血清维生素D水平升高;对照组的血清维生素D水平在整个研究过程中没有变化; 在缺乏维生素D的小鼠中,美金刚治疗15个月后,骨骼组织的体积和质量,以及骨矿物质含量增加;然而,美金刚+维生素D治疗对瘦肉组织、脂肪组织和骨骼组织的整体组成没有影响。
三、讨论缺乏维生素D不会对15个月龄小鼠的体重、身体成分或骨密度造成影响,跟常规的认知相反,即缺乏维生素D水平每降低1.15%,BMI就会增加一个单位。 缺乏维生素D组小鼠BMD没有发生明显变化,原因可能是饮食中的钙含量为0.5%,钙含量为0.4%甚至0.1%的饮食可以维持钙稳态,这表明饮食中可能存在足够的钙,以补偿维生素D缺乏导致的钙吸收减少,维生素D缺乏小鼠的骨骼生理学得以维持。 Mem&VitD-鼠骨骼组织和骨矿物质含量增加,原因可能美金刚是NMDAR拮抗剂,从而影响破骨细胞和成骨细胞吸收。而Mem&VitD+补充维生素D又可以诱导骨吸收增加。 美金刚对AD小鼠的体积和体重都没有明显影响,但有研究表示药物对肥胖和II型糖尿病胰岛素抵抗和体重增加等都有明显的作用,具体机制有待挖掘。 单独使用美金刚治疗,缺乏维生素D骨骼(骨)组织质量和体积显著增加。美金刚与富含维生素D的联合治疗将骨骼组织的质量和体积维持在正常饮食和缺乏维生素D饮食的小鼠的相同水平。 在本研究中,饮食中高剂量补充维生素D导致APP小鼠的血清维生素D水平比标准饮食中的小鼠高2.3倍,可能是通过抗氧化机制、神经元钙调节和免疫调节来实现对神经的保护。在临床试验中,我们对高剂量的药物进行了测试,结果显示高剂量药物可以提高人类的认知能力。
四、结论小鼠缺乏维生素D不会改变瘦肉组织、脂肪组织或骨骼组织的身体组成;美金刚联合维生素D强化治疗,会提高 AD小鼠模型维生素D的吸收,不会对身体成分产生有害影响。
文献参考消息:https://doi.org/10.3233/JAD-201137 |