目的:食欲素(Orexin)又称为下视丘分泌素(Hypocretin),为机体重要的中枢神经肽,其参与机体众多生理过程,如调节饮食行为、睡眠-觉醒周期以及学习记忆等。食欲素神经核团的分布及神经纤维投射特点决定其生理功能,其在低等脊椎动物斑马鱼和哺乳小鼠脑内均有密集分布,但目前尚缺乏完整的微观解剖网络构建。阿尔茨海默病(AD)是一种严重的神经退行性病变,典型症状是进行性记忆丧失和认知功能下降,对老年人的身体健康和生活质量造成了巨大威胁。研究表明食欲素参与AD病理的早期至晚期全过程,对AD特征性的β-淀粉样蛋白(Aβ)代谢、睡眠-觉醒均有重要影响,但食欲素神经核团在AD模型的分布特征和动态变化还不清楚。本研究专注于食欲素微观解剖网络研究,旨在通过分析比较物种之间、正常与AD病理之间的食欲素神经核团解剖网络3D图像,为食欲素系统功能的进一步研究提供组织形态学依据。方法:取正常成年6月龄斑马鱼、正常成年8月龄小鼠和同月龄APP/PS1转基因小鼠全脑组织,制作连续序列切片,并使用数字切片扫描系统获取数字切片信息。(1)通过序列切片免疫组化及成像,比较分析低等脊椎模式生物斑马鱼、正常野生型小鼠、AD模型小鼠的食欲素神经核团的分布和趋势;(2)通过核团三维重建,立体直观呈现食欲素神经核团分布范围;(3)通过制备上述动物模型透明脑,结合免疫荧光技术观察脑内完整的食欲素神经细胞及形态分布特征。结果:(1)在斑马鱼脑内,食欲素神经核团主要位于间脑前部的视顶盖室周灰质(PGZ)下方,后屈束(FR)、水平连合(Chor)与后连合(Cpost)之间;向后则集中位于被盖吻核(RT)、内侧前球核(PGm)、丘脑后核(PTN)等结构,此外,亦出现在间脑室外侧隐窝(LR)周围;在小鼠脑内,从bregma-1.94 mm层面开始,食欲素神经核团密集表达于下丘脑穹窿周核(Pe F)和外侧区(LH),另外,零星散在的对称分布于第三脑室(3V)的两侧,此特点持续至穹隆周核(Pe F)和下丘脑外侧区(LH)消失,呈现从前至后为稀疏-密集-稀疏的分布状态;食欲素神经核团在斑马鱼占据厚约450μm的间脑组织;在小鼠占据厚约1000μm厚度的下丘脑组织。(2)从总体来看:正常和APP/PS1小鼠中食欲素神经核团均位于结节下丘脑区,第三脑室(3V)两侧,乳头丘脑束(mt)和穹隆白质束(f)之间,呈近似正态分布的趋势;APP/PS1小鼠相较于WT小鼠分布范围更广泛,沿着矢状轴分布曲线较长。分区来看:在前部、中间部、后部,APP/PS1小鼠相较于WT小鼠,食欲素神经细胞数量、密度明显增加,最密集部位也有所不同,其中前区(p<0.05)和中间区(p<0.05)比对照组细胞数量有显著增高。逐层来看:APP/PS1小鼠食欲素神经细胞分布主要位于bregma-1.06 mm至-2.30mm之间,层厚约1.24mm;正常小鼠主要位于bregma-1.34 mm至-2.18 mm之间,层厚约0.84mm;在同一断面,食欲素神经细胞分布的核团有所不同,如在bregma-1.82mm层面,APP/PS1小鼠表达于下丘脑外侧区(LH)、穹窿周核(Pe F)、大细胞核(MCLH)、背内侧核(DM),正常小鼠则在DM区无表达。单个细胞来看:两者细胞形态、直径大小无显著性差异,直径均在10-25μm之间。结论:(1)斑马鱼脑内食欲素神经核团主要位于间脑前部,小鼠则位于间脑下部(下丘脑),主要核团也有所不同,提示食欲素在不同模式生物可能发挥不同功能(2)AD病理状态下食欲素神经细胞数量明显增加,分布核团有明显变化,特别是在觉醒、饮食相关核团,提示食欲素对AD睡眠和饮食障碍的影响尤为突出。