目的:阿尔兹海默病（Alzheimer disease,AD）是目前导致痴呆最主要的原因,主要临床表现为认知障碍和记忆缺失,其病理改变主要包括β淀粉样蛋白（β-amyloid,Aβ）聚集形成的老年斑、tau蛋白磷酸化形成的神经纤维缠结、神经元缺失以及突触功能障碍等。在AD的发病机制中,淀粉样蛋白级联假说（the amyloid cascade hypothesis）占主导地位,即早期Aβ的形成积累是阿尔茨海默病发病机制的核心环节。随着Aβ在脑内不断聚集,可引发神经退行性级联反应,包括突触损害、星形胶质细胞和小胶质细胞激活伴随的炎症反应、神经元离子稳态破坏、氧化应激损伤、激酶/磷酸酶活性改变以及神经纤维缠结形成等,最终导致突触衰竭和神经元死亡,从而导致认知障碍。此外,线粒体功能障碍出现在AD病程的早期,也是AD发病机制的重要环节,可导致导致活性氧（reactive oxygen species,ROS）形成,ATP产生下降,突触功能障碍和细胞凋亡等病理改变。同时,以微生物群-肠道-脑轴（microbiota-gut-brain axis,MGB Axis）为基础的肠道微生物失调理论也为AD的病理机制提供了新的观点。双向微生物群-肠道-脑轴是肠和脑之间的信息交流系统,由迷走神经、神经内分泌和免疫途径构成。由于该轴的双向作用机制,肠道内的微生物群可调节大脑功能和行为,同样脑内的病理改变也可引起肠道微生物群的变化。已有研究证实,AD患者的肠道微生物菌落构成与健康人群有所差异,且AD动物模型中学习与记忆能力下降也与肠道菌群紊乱有关。因此,AD与肠道菌群的关系逐渐成为了研究热点,改善AD肠道菌群也成为了 AD治疗靶点研究方向之一。目前针对AD仍无有效的治疗方法,现有临床药物乙酰胆碱酯酶抑制剂（AChEIs）（包括多奈哌齐和卡巴拉汀等）和N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体抑制剂（美金刚）已被证实可改善AD的认知障碍症状,然而却无法阻止疾病的进展,更无法逆转潜在的神经退行性病变。近年来,针对Aβ的免疫治疗成为了阿尔兹海默病最具前景的治疗手段之一。Aβ免疫治疗主要使用合成肽和单克隆抗体来降低大脑中的Aβ负荷,从而改变疾病的进程。然而自2002年首个Aβ主动免疫疫苗AN1792进入临床试验以来,大多Aβ免疫治疗相关临床试验均由于炎症反应等副作用的出现以失败告终。因此,为了避免副作用的出现,同时保存多肽的免疫原性,我们课题组前期以Aβ3-10肽段为基础,将血蓝蛋白（keyholelimpethemocyanin,KLH）偶联在短肽的C末端,构建了 Aβ3-10-KLH合成多肽,用于对AD转基因小鼠进行主动免疫治疗。前期的研究表明,应用Aβ3-10-KLH早期免疫AD转基因小鼠,可诱导转基因小鼠体内产生高浓度的抗Aβ抗体,预防Aβ的形成,且无明显不良反应的发生。然而,Aβ3-10-KLH对于已形成Aβ是否可以清除,即对于已出现痴呆是否具有治疗作用,仍未完全明确。此外,前期研究关于Aβ3-10-KLH对于AD其他病理机制的影响也尚未涉及。故本研究将Aβ3-10-KLH应用于6月龄APP/PS1小鼠,分析Aβ3-10-KLH是否能（1）清除APP/PS1小鼠脑内已经形成的β淀粉样蛋白;（2）改善线粒体功能;（3）改变APP/PS1小鼠肠道菌群的多样性和结构。研究方法:1、Aβ3-10-KLH合成多肽为Aβ3-10多肽与血蓝蛋白（KLH）偶联合成,该步骤于南京金斯瑞生物科技有限公司完成。2、选用6月龄APP/PS1转基因小鼠随机分为Aβ3-10-KLH组（实验组）和APP/PS1组（阴性对照组）。实验组小鼠皮下注射Aβ3-10-KLH合成多肽,阴性对照组在相同时间点注射等量PBS缓冲液。另外选取6月龄C57BL/6小鼠作为空白对照组,不做任何处理。自小鼠6月龄起,每两周免疫一次,共进行6次免疫,于8.5月龄时进行相关指标检测。3、通过ELISA法检测小鼠血清中抗Aβ抗体的浓度。4、通过水迷宫行为学实验检测小鼠的认知功能。5、通过ELISA、免疫组化检测及硫黄素S染色,检测脑组织内不同聚集形式的β淀粉样蛋白。6、通过TUNEL染色,检测小鼠脑内神经元凋亡。7、通过ELISA、Western-blot和荧光染色,检测线粒体内Prep水平、线粒体内Aβ水平、线粒体形态学指标、氧化应激指标及线粒体呼吸链关键酶的活性。7、通过小鼠粪便16S rDNA高通量测序,观察小鼠肠道微生物丰度及结构的变化。结果:1、Aβ3-10-KLH诱导6月龄APP/PS1小鼠体内产生高浓度抗Aβ抗体。2、Aβ3-10-KLH多肽免疫改善了 APP/PS1小鼠的空间记忆和学习能力。3、Aβ3-10-KLH免疫后,APP/PS1小鼠脑内Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ寡聚体及老年斑均有所减少。4、Aβ3-10-KLH免疫使APP/PS1小鼠脑内神经元凋亡减少。5、Aβ3-10-KLH免疫后,APP/PS1小鼠线粒体内Aβ减少,Prep表达升高。6、Aβ3-10-KLH免疫后,APP/PS1小鼠脑组织内ROS和MDA表达水平下降、MnSOD表达水平升高。7、Aβ3-10-KLH免疫后,小鼠皮层和海马区线粒体融合相关蛋白（MFN1、MFN2、和OPA1）表达升高,线粒体裂解相关蛋白（DRP1、FIS1）表达下降。8、Aβ3-10-KLH免疫后,APP/PS1小鼠脑组织内CCO和SDH表达升高。9、Aβ3-10-KLH干预后,APP/PS1小鼠肠道微生物多样性无明显变化,肠道微生物组成发生了改变,放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和乳酸菌属（Lactobacillus）相对丰度明显增加,而拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度明显降低。结论:1、应用Aβ3-10-KLH免疫6月龄APP/PS1双转基因小鼠,即小鼠脑内已经出现AD相关的病理改变之后对其进行治疗,末次免疫结束后,小鼠体内产生了高水平的抗Aβ抗体。2、Aβ3-10-KLH改善了 APP/PS1小鼠的认知功能。3、Aβ3-10-KLH有效结合并清除了 APP/PS1小鼠体内不同聚集形式的β淀粉样蛋白。4、Aβ3-10-KLH抑制了 APP/PS1小鼠脑内神经元凋亡和缺失。5、Aβ3-10-KLH减轻了脑组织氧化应激损伤。6、Aβ3-10-KLH改善了 APP/PS1小鼠脑内线粒体功能。7、Aβ3-10-KLH免疫后,APP/PS1小鼠肠道微生物结构发生了改变。