阿爾茲海默癥和晝夜節律的相關性研究（2）

目前的研究表明，阿爾茨海默病（AD）除了認知能力下降外，通常發生在傍晚或晚上還具有躁動活動和睡眠中斷的特征。越來越多的研究證據表明，這些癥狀反映了患者產生了晝夜節律的變化。

Olaide Oyegbami, Hilary M. Collins等人在“Abnormal Clock Gene Expression and Locomotor Activity Rhythms in Two Month-old Female APPSwe/PS1dE9 Mice "中就對比和分析了AD相關的轉基因小鼠模型（APPswe/PS1dE9）和野生型（WT）同窩小鼠運動活動和晝夜節律的不同表現。

他們做了如下的實驗：將8只2月齡APPSwe/PS1dE9轉基因雌性小鼠和6只野生型（WT）同窩小鼠做對照實驗。先將小鼠放入處于12h光照： 12h黑暗周期 （07：00 開燈，19：00 關燈）的環境中，記錄運動活動6天（8640分鐘），隨后立即在DD（全黑環境）中運用相同的方法記錄24天的運動活動情況。

LD條件下：

1. 在12L：12D條件下（圖1A），APPSwe/PS1dE9小鼠（圖中的“APPswe"）明顯比WT小鼠更活躍[F（1,12）=6.369，p=0.027].它們在夜間也比WT小鼠更活躍[F（1,12）=8.107，p=0.015]，而且與野生WT小鼠相比，夜間的活動比例更大[F（1,12）=19.575，p=0.001]。

2. 在探索24小時活動模式中，APPSwe/PS1dE9小鼠與WT老鼠相比，在開燈時的前面2小時活動明顯減少(F（1,12）=10.225 p=0 .008]，在開燈的最后2小時也是一樣的結論(F（1,12）=4.936 p=0.046](圖2A-2B)。在關燈期，APPSwe/PS1dE9小鼠在前2小時的活性高于WT小鼠[F（1,12）=17.975 p=0.001]，而在黑暗期的最后2小時活動性明顯低于WT小鼠[F=（1,12）=20.392 p=0.001]。圖2C-2D)。

3.與野生型對照組相比，APPSwe小鼠的穩健性顯著升高[F（1,12）=8.53 p=0.013]（圖3A)，而節律性指數沒有改變[F（1,12）=0.397，p=0.541]（圖3B)。APPSwe/PS1dE9小鼠的活性峰值時間（峰期）發生的時間比野生型對照組更早[F（1,12）=7.723 p=0.017]。圖3C)。APPSwe/PS1dE9小鼠的相對振幅也顯著較高[F（1,12）=19.723，p=0.001](圖3D)。周期長度APPSwe/PS1dE9小鼠的與WT小鼠沒有顯著差異[F（1,12）=0.094，p=0.764](圖4)。

在DD條件下

1. 在DD條件下，APPSwe/PS1dE9小鼠也明顯比WT小鼠更活躍[F（1,12）=8.689，p=0.012](圖1B).同樣與LD條件下相同，APPSwe/PS1dE9小鼠表現出顯著更高的穩健性[F（1,12）=5.457，p=0.038](圖3A）。而節律性指數保持不變[F（1,12）=1.397，p=0.260]（圖3B)。在 APPSwe/PS1dE9小鼠中可見較高的相對振幅[F（1,12）= 7.768，p=0.016]（圖3D)。而AppSwe/Ps1dE9小鼠的活性偏移明顯更早[F1,12=16.01，P<0.001](圖3E)，而活性持續時間兩個對照組無顯著性差異（圖3F)。同樣與LD條件相似，APPSwe/PS1dE9小鼠的活性峰值時間（頂期）在APPSwe/PS1dE9小鼠中明顯更早[F（1,12）=16.648 p=0.002]。3C)。

2.APPSwe/PS1dE9小鼠的自由活動周期長度明顯縮短[F（5,7）=5.36，p<0.05](圖4B)。平均周期長度的平均誤差和標準誤差：WT（24.37 ± 0.07），APPSwe/PS1dE9（24.2±0.02）。

比較LD和DD條件

光照條件（LD vs DD）對穩健性、節律性指數和峰值均有顯著影響。與LD相比，DD小鼠的活動節律健壯性明顯減弱[F（1,12）=15.351，p=0.002]（圖3A）。而DD條件下的節律性指數顯著升高[F（1,12）=27.511，p=0.000]（圖3B）。與LD條件相比，DD的活性峰值時間（峰期）時間也顯著更早[F(1,12)=56.153, p=0.000] （圖3C)

這些數據表明，APPSwe/PS1dE9小鼠表現出運動能力的過度活躍，這一發現與之前的一些研究結果一致。這種過度活躍在夜間尤其明顯，正如所預期的那樣在夜間，在LD和自由運行（DD）條件下均觀察到APPSwe/PS1dE9相對于WT對照組的過度活躍。

值得注意的是，APPSwe/Ps1dE9小鼠表現出更短的周期長度，增加的穩健性，更早的峰值期。當小鼠從LD條件切換到DD條件時，WT小鼠的平均活動開始延遲了約2.5小時，而APPSwe/PS1dE9小鼠的平均活動開始時間保持不變。在WT小鼠中也觀察到平均活動偏移的延遲（約4小時），而在

APPSwe/PS1dE9小鼠中沒有觀察到。活動期的開始時間和相位偏移與光照密切一致，當小鼠從LD條件切換到DD條件時，WT小鼠表現出明顯的相位延遲，而APPSwe/PS1dE9小鼠保持其先前的節律。這可能與APPSwe/PS1dE9小鼠較短的周期長度有關（APPSwe/PS1dE9的周期長度大約比WT小鼠短0.1-0.15小時）。因此，實驗25天后的DD環境中，兩組之間的活動開始時間至少有2.5小時的差

異。恒定的環境條件下的周期長度(DD)是晝夜節律計時系統的一個基本參數，APPSwe/PS1dE9小鼠的周期更接近24小時（它們的DD節律仍然更接近原始的LD周期）。

綜合此次實驗數據來看雌性APPSwe/PS1dE9小鼠早期（2月齡）運動活動和晝夜節律與WT小鼠相比明顯異常。根據一些研究結論：節律周期長度隨著年齡的增長而縮短，這與APPSwe/PS1dE9小鼠的加速衰老效應也是相一致的。