运动对神经退行性疾病模型小鼠脑内葡萄糖乳酸转运和线粒体动能活性的影响

With the aging process of the society, the incidence of neurodegenerative diseases increased year by year. Explore the pathogenesis and treatment of neurodegenerative diseases has become essential. In this study, two animal models of neurodegenerative diseases: APP/PS1 double transgenic Alzheimer's disease mouse model and mutUNG1-expressing mitochondrial DNA mutation mouse model will be used to explore the fundamental processes occurring in neurodegenerative diseases. For model mice, changes in cognitive function relate the brain energy metabolism characteristics of the material transport of glucose and lactate, also with mitochondrial dynamics in the brain. For neurodegenerative disease model mice with the long-term regular exercise intervention, the effect of exercise on glucose and lactate metabolism and mitochondrial dynamics in central nerve system with cognitive function alters will be analyzed. Research through mechanisms of sports-related neurodegenerative diseases may provide new ideas for clinical application of exercise therapy in improving the clinical symptoms of Alzheimer's disease.

随着社会的老龄化进程，神经退行性疾病的发病率逐年增高。探索神经退行性疾病的发病机制和制定有效的治疗方法已刻不容缓。本研究拟通过两种神经退行性疾病动物模型：APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠模型和mutUNG1-expressing线粒体DNA突变小鼠模型，探索神经退行性疾病发生过程中动物认知功能的改变和脑内能量代谢的基础物质葡萄糖、乳酸的转运特点及线粒体动能活性的关系。并对模型动物进行长期规律运动干预，分析运动是否会影响到神经退行性变模型小鼠大脑内的葡萄糖和乳酸代谢以及神经细胞线粒体的动能活性，并对动物的认知功能造成影响。通过运动对神经退行性疾病发生发展相关机制的研究，可为临床应用运动疗法改善阿尔茨海默病患者的临床症状提供新的思路。

阿尔茨海默病是一种常见的、呈进行性发展的、可致死性的中枢神经系统退行性疾病，临床上患者常出现进行性认知障碍、记忆减退以及人格改变，并最终发展为痴呆，一旦罹患此病给个人及家庭都带来了沉重的负担。因其高发病率及致死率的特点，并且发病机制尚不清楚，所以是广大学者积极探讨和研究的重点。以往对阿尔茨海默病的研究主要集中在脑内Aβ蛋白和Tao蛋白的表达上，并取得了相关进展。然而，中枢神经系统各项生理活动的维持，需要高能量供给，当各种原因引起能量代谢出现障碍时，则可影响神经突触信息的正常传递，引起神经元变性丢失等一系列病理变化，导致机体出现相应的症状及改变。近几年来，许多学者从中枢神经系统能量代谢的角度来深入探讨AD的发病机制及病变过程。本研究的目的是探讨规律有氧运动对AD模型小鼠脑内葡萄糖和乳酸转运蛋白表达量的改变以及对其学习、记忆能力的影响。从能量代谢的角度将运动与AD的发生、发展联系起来，为以后探讨AD的发病机制以及临床预防、延缓发病提供理论依据及实验数据。本研究通过对不同组动物的运动干预、中枢神经系统内不同区域相关蛋白表达量的变化和动物认知功能相关行为学的分析，结果发现，规律运动可有效地改善小鼠的学习、记忆能力，包括普通小鼠及阿尔茨海默病模型小鼠。长时间的规律运动，增加了小鼠皮层和海马区葡萄糖、单羧酸转运蛋白及线粒体相关功能蛋白的表达水平，改善了阿尔茨海默病小鼠的认知功能和中枢神经系统能量代谢状态，延缓了疾病的发生和发展。研究结果可为临床中指导阿尔茨海默病的治疗提供理论基础。