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背景与目的:阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种以进行性记忆丧失、认知功能障碍等为特征性临床表现的神经退行性疾病。神经元突触可塑性的损害是AD认知功能减退的重要原因,改善突触可塑性是针灸实现神经康复的关键途径之一。课题组前期系列研究表明,针灸可通过多靶点、多途径改善突触可塑性,尤其是针灸可能具有增加AD海马星形胶质细胞和神经元间信息交互进而促进突触可塑性的作用,但深入机制还不清楚。本研究旨在:（1）探讨艾灸促AD小鼠海马神经元突触可塑性是否与“星形胶质细胞-神经元”间交互增强有关;（2）探讨艾灸促AD小鼠海马神经元突触可塑性与二者交互的重要信号分子——CD38的可能联系;（3）明确二者交互的重要信号分子——CD38介导艾灸促AD小鼠海马突触可塑性机制。方法:以5月龄APP/PS1双转基因小鼠为AD模型动物,同月龄C57BL/6J小鼠为正常对照。运用Morris水迷宫实验对所有小鼠进行行为学筛查,随后将筛选合格的APP/PS1小鼠随机分为模型组（APP/PS1）、模型+艾灸组（APP/PS1+MOX）,以C57BL/6J小鼠作为空白对照组（Ctrl）。穴位选取“百会”、“涌泉”穴,艾灸治疗每日1次,每次30 min,5天为一个疗程,共治疗4个疗程,各疗程间休息2天,“涌泉”穴左右隔日交替使用。治疗结束后,（1）运用Morris水迷宫实验方法对各组动物的空间学习记忆能力进行检测;运用高尔基染色检测各组海马神经元树突棘密度的变化,评价艾灸的治疗效应;（2）运用空间转录组测序,对海马星形胶质细胞和神经元分别进行差异表达基因生物信息学分析;并对海马星形胶质细胞和神经元进行细胞通讯分析（配受体分析）,以细胞间相互作用的显著配受体对数目来评价细胞间信息交互的强弱;（3）运用免疫荧光技术检测海马星形胶质细胞（glial fibrillary acidic protein,GFAP）和CD38（cluster of differentiation38,CD38）的表达;采用侧脑室注射（intracerebroventricular injection,i.c.v）CD38抑制剂8-Br-c ADPR（8-Bromo-cyclic adenosine diphosphate ribose,8-Br-c ADPR）,并运用Western blot和酶联免疫吸附测定（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）技术对其抑制效应进行检测;同时运用透射电镜、高尔基染色以及免疫荧光技术,检测海马CA1区突触超微结构、树突棘密度、突触相关蛋白（PSD95/SYN）等的表达及变化;此外,结合基因互作网络分析明确CD38与星形胶质细胞和神经元差异表达基因的联系。结果:1.艾灸对APP/PS1小鼠空间学习记忆能力与突触可塑性的改善作用结果（1）学习记忆能力结果:Morris水迷宫实验结果显示,与Ctrl组相比,APP/PS1组可视平台和隐藏平台的逃逸潜伏期均显著延长（P<0.01）,每天游泳总路程增加（P<0.01）、平均游泳路程显著增加（P<0.0001）,穿越平台次数、目标象限游程百分比及目标象限滞留时间百分比显著减少（P<0.01）,提示APP/PS1组小鼠学习、记忆能力损害。与APP/PS1组比较,APP/PS1+MOX组小鼠在可视平台和隐藏平台的逃逸潜伏期明显缩短（P<0.05）,平均游泳路程、第2天到第4天以及第6天游泳总路程显著缩短（P<0.0001）;穿越平台次数、目标象限游程百分比及目标象限滞留时间百分比增加（P<0.01）。提示艾灸可有效改善APP/PS1组小鼠空间学习记忆能力。（2）突触可塑性结果:与Ctrl组相比,APP/PS1组海马树突棘表达显著减少（P<0.001）,经过4个疗程艾灸治疗后,APP/PS1+MOX组小鼠海马树突棘表达显著增多（P<0.001）。提示,艾灸对APP/PS1小鼠海马神经元突触结构可塑性具有改善作用。2.基于空间转录组研究艾灸促APP/PS1小鼠海马神经元突触可塑性的星形胶质细胞-神经元交互机制结果（1）降维、聚类分析后得到:Ctrl组共聚类为13个细胞簇（cluster）,其中海马区主要聚类了3个细胞簇（cluster 4、cluster 10、cluster 12）;APP/PS1组共聚类为12个细胞簇,其中海马区主要聚类了2个细胞簇（cluster 6、cluster 11）;APP/PS1+MOX组共聚类为15个细胞簇,其中海马区主要聚类了4个细胞簇（cluster 5、cluster 10、cluster 12、cluster 14）。对三组样本进行整合分析后得到17个细胞簇,APP/PS1+MOX组的基因表达模式与Ctrl组更接近或有重叠。并且APP/PS1+MOX组与Ctrl组的cluster分类相对占比更相似。此外,结合单细胞RNA-seq数据集对空间转录组所得到的各细胞簇进行细胞注释后,结果显示,各组海马区的细胞簇中主要分布的细胞类型是星形胶质细胞和谷氨酸能神经元。（2）对关键基因的筛选发现,艾灸干预后海马星形胶质细胞上调的关键基因804个,其中有68个基因与突触相关,如Arf1、Atp1a3、Cops5等;下调的关键基因210个,24个基因与突触相关,如Nsmf、Cnih2、Dlgap3等;神经元上调的关键基因398个,31个基因与突触相关,如Atp6v0b、Atp6v1e1、Atp6v1f等;下调的关键基因37个,4个基因与突触相关,如Adgrb1、Bsn、Cnih2等。（3）细胞通讯分析结果:Ctrl组、APP/PS1组、APP/PS1+MOX组海马区星形胶质细胞和谷氨酸能神经元之间的显著配受体对数目分别为300对、181对、232对。表明,与Ctrl组比较,APP/PS1组海马区星形胶质细胞和谷氨酸能神经元之间显著配受体对数目减少,而艾灸可以促进细胞间相互作用的配受体对数目的增加。提示,与APP/PS1组比较,艾灸干预后细胞间通讯关系增强。此外,Pecam1＿Cd38配受体对也属于各组星形胶质细胞和神经元之间相互作用的显著配受体对。艾灸干预可以促进Pecam1＿Cd38配受体对通讯增强。3.CD38介导艾灸促AD小鼠海马神经元突触可塑性机制结果（1）海马GFAP和CD38检测结果:与Ctrl组比较,模型组GFAP阳性表达面积百分比（P<0.001）以及蛋白表达降低,艾灸治疗后GFAP阳性表达面积百分比（P<0.001）以及蛋白表达升高;此外,CD38表达于GFAP阳性的星形胶质细胞,与Ctrl组相比,APP/PS1组海马各亚区GFAP/CD38免疫荧光共定位表达减少;与APP/PS1组比较,经4个疗程艾灸治疗后,APP/PS1+MOX组表达显著增加（P<0.05）。提示,艾灸可以促进海马GFAP和CD38表达。（2）8-Br-c ADPR抑制效应检测结果:与Ctrl组比较,APP/PS1组海马组织CD38蛋白表达减少、c ADPR含量降低;与APP/PS1组比较,艾灸治疗后海马CD38蛋白表达显著增多（P<0.01）、c ADPR含量增高;在给予CD38抑制剂8-Br-c ADPR干预后,与APP/PS1组比较,APP/PS1+8-Br-c ADPR组的海马组织CD38蛋白表达减少（P<0.05）、c ADPR含量降低;与APP/PS1+MOX组比较,APP/PS1+MOX+8-Br-c ADPR组CD38蛋白表达显著下降（P<0.001）、c ADPR含量降低,提示,艾灸可以促进海马CD38和c ADPR表达增多,并且8-Br-c ADPR抑制剂抑制了艾灸对CD38信号分子的作用。（3）CD38介导艾灸促海马神经元突触可塑性检测结果:与Ctrl组比较,APP/PS1组海马CA1区PSD厚度变薄（P<0.05）、突触间隙增宽、树突棘密度显著降低（P<0.001）、PSD95/SYN阳性表达面积百分比显著降低（P<0.01）,艾灸治疗后PSD厚度变厚（P<0.05）、突触间隙变窄（P<0.05）、树突棘密度显著增大（P<0.001）、PSD95/SYN阳性表达显著增多（P<0.05）。8-Br-c ADPR干预后,与APP/PS1组比较,APP/PS1+8-Br-c ADPR组PSD厚度变薄、树突棘密度降低（P<0.01）、PSD95/SYN阳性表达面积百分比降低;与APP/PS1+MOX组比较,APP/PS1+MOX+8-Br-c ADPR组PSD厚度变薄（P<0.01）、突触间隙增宽、树突棘密度降低（P<0.001）、PSD95/SYN阳性表达面积百分比降低（P<0.05）。提示,CD38参与了艾灸促APP/PS1小鼠海马神经元突触结构可塑性发挥。（4）关键基因的互作网络分析结果:艾灸干预后的星形胶质细胞和神经元各自发生显著改变的多个关键基因均分别存在关联互作;CD38与艾灸干预后的星形胶质细胞发生显著改变的多个关键基因相关联;而神经元发生显著改变的关键基因与CD38没有互作网络节点相连;但是,CD38的配体CD31（Pecam1）与神经元关键基因有互作网络节点相连。进一步提示,“星形胶质细胞-神经元”间相互作用的Pecam1＿Cd38配受体对可能在艾灸促海马神经元突触可塑性发挥中扮演者重要的角色。结论:1.艾灸可以促进APP/PS1小鼠海马神经元突触结构可塑性,改善空间学习记忆能力;2.艾灸促进APP/PS1小鼠海马神经元突触可塑性的发挥,可能与星形胶质细胞和神经元之间交互增强有关;3.“星形胶质细胞-神经元”交互的重要信号分子——CD38在艾灸促APP/PS1小鼠海马神经元突触结构可塑性发挥中可能具有重要作用,艾灸可能是通过促进星形胶质细胞与CD38的表达,进而改善突触超微结构、增加树突棘数量以及突触相关蛋白（PSD95/SYN）的表达来实现的。