第一部分阿尔茨海默病危险因素分析目的:探索江西老年人群阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的发病特点及其规律;分析与AD患病相关的危险因素,并在此基础上筛选出敏感、特异、稳定且简便易行的指标。据此提出便捷且行之有效的预防途径,从而为降低AD患病率提供依据;分析多因素Logistics回归模型与误差反向传播算法的神经网络模型(BP-ANN)在探索AD危险因素以及预测AD性能之间的差异。方法:现况调查采用多阶段分层整群随机抽样。第一阶段抽样,以设区市年人均生产总值水平排序,分为高、中、低三个不同水平,随机从每个水平中抽取一个市,分别为南昌市、九江市和吉安市;第二阶段抽样,以各市的区和县(含县级市)为单位,按各区、县年人均生产总值分为高、中、低三水平,各市随机选取1个区和1个县;第三阶段抽样:从选定的每个区/县中按年人均收入水平高低排序,再随机抽一个街道办事处和一个乡镇,共得到9个街道办事处和9个乡镇。在已选定的街道办事处和乡镇内,对60岁以上被抽对象的经济水平进行高、中、低三个层面分类,样本获得数为:3个设区市×6个办事处×2居委会/村委会,最终获得最小抽样单元(36个居委会/村委会),每个最小抽样单元抽取满60周岁的调查对象不低于172人,不满该人数的单元以相邻的居委会/村委会合并,以获得样本的补充。在现况调查确诊AD患者的基础上,实施了病例对照研究,据公式计算样本含量为203,最终确定AD组样本为300例,优先选取同社区非AD300例为对照。结果:1.本次研究共调查江西省≥60岁老年人6058人,收集有效问卷5910份,应答率为97.56%。在5910位受访者(男性2859人,占48.38%,女性3051人,占51.62%)中,最终确定AD患者300例,患病率为5.08%。2.单因素分析显示人口学特征维度中:“年龄”、“婚姻状态”、“职业”、“受教育程度”、“人均月收入”在“是否患AD”上检测出差异(p<0.05),“性别”变量没有检测出差异(p=0.164)。“社会支持情况与日常生活行为习惯”维度中:“是否吸烟”、“重大不良生活事件史”、“体育锻炼或干体力活”、“有无读报”在“是否患AD”中检测出差异(p<0.05);“是否饮酒”、“社交活动”、“是否独居”没有检测出差异(p>0.05)。既往疾病史维度中:仅“痴呆家族史”变量检测出差异(p=0.025),其余变量无统计学差异(p>0.05)。生物学指标维度中:对照组AD7C-NTP的测定值低于AD组(0.57±0.45 Vs.1.53±0.87),差异有统计学意义(p<0.001);对照组的Aβ42测定值高于AD组(39.81±6.80 Vs.25.40±5.87),差异有统计学意义(p<0.001);对照组的Aβ40测定值高于AD组(157.84±18.23 Vs.154.13±17.97)差异有统计学意义(p=0.012)。3.多因素Logistics回归模型得出结果:60~69岁年龄段与80岁以上年龄段相比,80岁以上年龄组患AD的可能性更高(OR=5.17,95%CI 1.89~14.13);与工人及农民相比,干部及知识分子AD患病可能性更低(OR=0.23,95%CI 0.06~0.84);尿液中AD7C-NTP含量越高,AD患病的可能性越大(OR=2.71,95%CI1.64~4.46);血浆中Aβ42含量越高,AD患病的可能性越小(OR=0.78,95%CI0.74~0.82)。4.BP-ANN模型输出结果显示:生物学指标敏感性最高,其中血浆Aβ42含量的权重为0.3206,尿液AD7C-NTP含量的权重为0.3160,血浆Aβ40所占权重为0.0940,其次婚姻状况是重要性评分最高的因素,权重为0.0413,再次痴呆家族史,权重为0.0386。5.多因素Logistics回归模型的ROC曲线下面积为0.955,95%置信区间为(0.939-0.971);BP-ANN模型的ROC曲线下面积为0.930,95%置信区间为(0.907-0.953),两种模型在预测AD患病方面均具有优良的预测价值。6.两种模型预测比较分析:在训练集中,多因素Logistics回归模型的准确性为89.29%稍高于BP-ANN模型88.81%的准确性,其中Logistics回归模型的灵敏度88.57%稍高于BP-ANN模型的灵敏度84.76%;在测试集中,Logistics回归模型的准确性为91.11%低于BP-ANN模型的准确性93.33%,两种模型的灵敏度相当,均为91.11%,而BP-ANN模型的特异度为95.56%高于Logistics回归模型的特异度91.11%。7.多因素Logistics回归模型的约登指数为0.817,高于BP-ANN模型的约登指数0.803,多因素Logistics回归模型的最佳切点为0.615,BP-ANN模型的最佳切点为0.488。根据预测模型计算得出的每个个案的预测概率算出的Logistics回归模型的灵敏度为88.33%,高于BP-ANN模型的灵敏度86.67%;其特异度为93.33%,稍低于BP-ANN模型的特异度93.67%。结论:1.60岁以上老年人群AD患病风险与年龄、文化程度、吸烟、重大生活不良事件史、痴呆家族史、婚姻状况、读报、收入、体育锻炼或体力活动有关。其中高龄、文化程度低、吸烟、存在重大生活不良事件史、痴呆家族史是AD患病的危险因素;而已婚且配偶尚在、读报、收入高、进行体育锻炼或体力活动是AD患病的保护因素。2.尿液中AD7C-NTP含量越高、血浆中Aβ42蛋白含量越低,老年人AD患病率越高。暂无充分证据说明血浆中Aβ40含量与老年人AD患病率有关,有待进一步探索。3.多因素Logistics回归模型以及BP-ANN模型对于AD疾病风险预测与诊断效能均较好。本文中多因素Logistics回归模型与BP-ANN模型诊断效能相差无几,然而Logistics回归模型纳入因素较少,但AD病因复杂,推荐优先选用BP-ANN模型。4.本文调查结果提示我们要更加注重老年人身心健康,适当加强老年人的脑力活动锻炼,尽早预防以降低老年人患AD的可能性。当老年人年龄过大或者已患有AD时,儿女最好陪伴在老年人身边或请专业人员看护患者,时常与患者沟通,适当增加户外锻炼,延缓AD恶化。第二部分ABCA7对AD小鼠神经认知功能改善的研究目的:ABCA7是在海马体和大脑皮层中表达的一种转运体,已被证实参与阿尔茨海默病(AD)的发病进展。以往研究表明,ABCA7可调控Aβ产生、脂质转运,并可进一步导致AD病理改变。然而,ABCA7在阿尔茨海默病发展过程中的作用和机制仍有待进一步探索。本次实验研究,利用慢病毒介导的ABCA7基因来增强ABCA7表达,进一步研究ABCA7过表达对小鼠神经认知功能的影响及其潜在作用机制。方法:首先考察体内ABCA7过表达对AD小鼠模型认知功能的影响:将小鼠分为4组(AD组、对照组、AD+LV NC组、AD+LV-ABCA7组),每组十只,于AD+LV NC及AD+LV-ABCA7组小鼠注射相对应的慢病毒载体,三天后开始构建模型。造模7天后进行持续六天的水迷宫实验。其次,考察过表达ABCA7对AD小鼠模型海马区凋亡相关蛋白表达的影响:运用ELISA法检测小鼠海马区可溶及不可溶Aβ40,Aβ42表达。检测AD小鼠模型海马区凋亡相关蛋白caspase-3的活性以及Bcl-2/Bax比值。再次,考察过表达ABCA7对AD小鼠模型海马区内质网应激相关蛋白表达的影响:检测各组小鼠海马区内质网应激(ER stress)相关蛋白的表达,包括ERK,p-ERK,elf2α,p-elf2α。之后,体外实验考察ABCA7对神经元细胞的影响:于体外培养小鼠海马区原代神经元细胞,并转染携带有Sh-ABCA7的慢病毒载体,检测Aβ,及ER stress相关蛋白表达。最后,体外实验明确ABCA7过表达对神经元细胞凋亡的保护作用:利用Aβ1-42处理细胞构建神经元细胞体外损伤模型,并于Aβ+ABCA7组转染过表达ABCA7的慢病毒载体。MTT法检测细胞存活率并检测细胞内源性Aβ40,Aβ42的表达。检测凋亡相关蛋白以及ER stress相关蛋白的表达。结果:1.运用莫里斯水迷宫实验测试小鼠学习与记忆能力,发现随着训练时间增加,每个实验组小鼠逃避潜伏期均有所减少。同时,AD组小鼠逃避潜伏期比正常组小鼠高,而AD+LV-ABCA7组小鼠与AD+LV-NC组小鼠相比,其逃避潜伏期时间降低。AD小鼠穿越目标平台的次数远低于正常小鼠。与AD+LV-NC组小鼠相比,AD+LV-ABCA7小鼠穿越目标平台的次数显著增加。2.AD组小鼠海马体中,非可溶性Aβ42、Aβ40和可溶性Aβ42、Aβ40表达明显高于正常小鼠,与AD+LV-NC组小鼠相比,ABCA7过表达的AD组小鼠非可溶性Aβ42、Aβ40和可溶性Aβ42、Aβ40表达明显减少。AD+LV-ABCA7组小鼠海马体中ABCA7表达显著增加,标志着ABCA7慢病毒载体可以在小鼠海马体中有效表达。AD小鼠中caspase-3表达增加,Bcl2/Bax比率明显低于正常小鼠。ABCA7过表达的AD小鼠中,caspase-3表达明显减少,Bcl-2/Bax比例显著增加。3.Western Blot实验结果表明,AD小鼠p-ERK1/2和p-elf2α表达显著增加。ABCA7过表达的AD小鼠中,p-ERK1/2和p-elf2α表达明显减少。目标蛋白数量通过灰度分析计算得知,AD小鼠中ABCA7过表达降低p-ERK1/2/ERK1/2与p-elf2α/elf2α的比值。4.ABCA7表达抑制显著增加了Aβ42、Aβ40在细胞培养上清液中的含量。ABCA7基因的抑制促进了CTF-β、CTF-α、p-ERK1/2和p-elf2α在海马神经元细胞中的表达。5.MTT实验结果表明,Aβ1-42可以显著降低细胞存活能力,ABCA7过表达消除了Aβ1-42对细胞生存能力的抑制作用。ABCA7过表达也降低了Aβ1-42引起的内源性Aβ42和Aβ40的高表达。Aβ1-42促进了cleaved-caspase-3,Bax,p-ERK1/2,p-elf2α,和CTF-α/β的表达,降低了细胞中Bcl-2表达。与单独使用Aβ1-42相比,ABCA7过表达明显减少了cleaved-caspase-3,Bax,p-ERK1/2,p-elf2α,和CTF-α/β的表达,增加了Bcl-2的表达。结论:本研究发现ABCA7过表达可以有效改善小鼠神经认知功能,减少Aβ沉积;与此同时,ABCA7过表达大大缓解神经毒性,促进细胞活力,阻碍ER stress。因此,本文提供了ABCA7明显抑制Aβ生成,改善小鼠认知功能的强有力证据,为今后AD临床治疗提供了新思路和科学依据。