动物模型 | 阿尔茨海默症动物造模(AD模型)

　　阿尔茨海默症动物造模(AD模型)设计的充分性、合理性会极大程度的影响受试药物效应的可靠性，进而影响将科学研究成果应用。因此，选择合适的实验动物模型是解决这一难题的前提条件。目前，北检研究院可用的AD动物模型包括：自然动物模型、人工干预动物模型、转基因动物模型。

动物的选择

　　目前，用于制备AD模型的动物包括黑腹果蝇、秀丽隐杆线虫、斑马鱼、小鼠、大鼠、犬、恒河猴和黑猩猩等。

　　1 自然动物模型

　　1.1 自然衰老模型

　　该模型不需要干预因素，可自发形成，模型动物的老化症状与AD患者相似。但此类动物不会自发地形成AD典型的病理特征(如淀粉样蛋白沉积)，可以用于开展生理性老化与AD之间关系的相关研究。常用的衰老动物为小鼠和大鼠，小鼠衰老期在12～24月龄，大鼠衰老期在21～32月龄。

　　1.2快速衰老模型(SAM)

　　快速老化小鼠(SAM) ， 包括快速衰老系P系(SAMP)和正常衰老系R系(SAMR)。P系小鼠的衰老进程明显加快，可作为研究衰老相关机制实验的受试动物。R系保留了动物的正常衰老特性，可作为P系实验动物的对照样本。SAMP系小鼠可表现出 AD特有的Aβ 聚集、tau蛋白异常过度磷酸化、神经元丢失等病理改变 。SAMP系当中的SAMP8小鼠由于老化迅速和AD病理特征性改变发生早的特点，受到很多研究者的青睐，是较为理想的动物模型。

　　2 人工干预模型

　　2.1 物理干预模型

　　(1)胆碱能损伤模型

　　本方法通过手术损伤海马伞，造成动物胆碱能系统损坏、动物空间定向困难和记忆缺陷，进而制备胆碱能损伤模型。

　　(2)颈总动脉结扎模型

　　通过结扎受试动物颈总动脉来建立AD模型，包括单侧颈总动脉永久性结扎法、双侧颈总动脉永久性结扎法，另有一侧颈总动脉闭塞一侧颈总动脉的狭窄法、双侧颈总动脉狭窄法、不对称双侧颈动脉狭窄法。此模型通过结扎颈总动脉使脑组织处于缺血状态，随后出现空间学习记忆障碍。

　　(3)化学干预模型

　　化学干预模型主要以 AD 疾病发生病理假说为理论基础，通过向动物脑部特定区域以及身体各部位(皮下、腹腔等) 注射不同化学物质来模拟构建AD疾病模型。

　　2.2 Aβ 注射模型

　　β-淀粉样蛋白沉积所形成的老年斑 ( senile plaques，SP)是 AD 病理特征主要表现之一。Aβ 注射模型通过向脑内各区域注射不同长度 Aβ 多肽片段(Aβ1-42 、Aβ1-40、Aβ25-35) 来达到急性损伤，进而模拟构建 AD模型。此模型需要 35 ～ 42d的时间，影响因素单一，且属于急性损伤，与AD慢性起病的特点不符。此外，Aβ 容易停留聚集在注射部位，而不是像AD患者脑内的弥散状态。

　　2.3 鹅膏蕈氨酸注射模型

　　AD 病理特征之一表现为明显的神经元缺失，引发认知和记忆的严重障碍。将鹅膏蕈氨酸( Ibotenic acid，IBO )注入与学习记忆强相关的Meynert基底核，模型动物表现为大脑内神经元缺失、Aβ 蛋白沉积和Tau蛋白水平增加以及胆碱能系统损坏。另有 Aβ 结合IBO共同使用来模拟 AD模型。

　　2.4 链脲菌素注射模型

　　向动物侧脑室注射链脲菌素 ( streptozotocin，STZ)来破坏脑部能量代谢，使动物出现相应的 Aβ沉积、tau蛋白高度磷酸化、胆碱能功能异常、氧化应激等。

　　STZ模型与AD(阿尔茨海默症)许多病理特点相符，但此模型在注射STZ后要等待3个月后来观察AD病理特征，且动物死亡率较高。

　　2.5 D-半乳糖注射模型

　　D-半乳糖( D⁃galactose，D⁃gal)具有还原性，会引发动物组织的氧化应激和炎症，进而导致神经的衰老。通过皮下注射 D⁃gal来建立亚急性衰老模型，导致认知和胆碱能功能异常。此模型造模相对简便，但大脑内不出现 Aβ 沉积等病理表现。

　　2.6 三氯化铝注射模型

　　此模型通过向小鼠腹腔注射三氯化铝来建立空间学习记忆损伤模型。脑组织中高浓度的铝使 Aβ聚集加快，神经元变性坏死，空间学习和记忆能力遭到损害。此模型通过腹腔注射三氯化铝造成动物脑组织中 Aβ 增多以及神经元的变性，进而模拟AD病理特征。

　　2.7 冈田酸注射模型

　　冈田酸(okadaic acid，OKA)是蛋白磷酸酶选择抑制剂，在向受试动物脑内不同位置注射后会诱导Tau蛋白过度磷酸化。

　　模型动物在OKA注射后可以诱导产生记忆损伤tau磷酸化的增加以及特殊脑区中的 β-淀粉样蛋白的形成。

　　2.8 东莨菪碱注射模型

　　东莨菪碱(scopolamine，SCOP)为胆碱能拮抗剂，腹腔注射后 可出现胆碱功能障碍和氧化应激。此模型可以造成动物学习记忆障碍，但缺乏tau蛋白过度磷酸化和Aβ 沉积等AD典型的病理改变。

　　3 转基因动物模型

　　AD转基因模型主要包括APP转基因模型、Tau蛋白转基因模型、PSEN1转基因模型、APOE转基因模型、双转基因模型以及多转基因模型等。

　　3.1 APP转基因模型

　　此模型通过转染或敲除 APP 基因，促进动物脑内 Aβ 产生，进而表现出 Aβ 沉积的病理特征。但模型动物大脑区域中不会出现神经纤维缠结和明显的神经元丢失。

　　3.2 Tau蛋白转基因模型

　　此类模型仿效了 AD 患者Tau 蛋白异常修饰而被广泛应用，但不能用于模拟 AD 其他病理过程。

　　3.3 PS转基因模型

　　位于14号染色体上的PS-1基因和位于1号染色体上 PS-2 基因共同控制着 APP 剪切酶之一的 γ-分泌酶复合物的形成。PS基因突变时会影响到 γ-分泌酶复合物结构的稳定性，进而影响到下游APP的剪切过程。PS1中的突变是家族性 AD 的最常见原因，但它们不会在转基因小鼠模型中形成淀粉样蛋白斑块。因此，PS突变常与APP或其他突变结合使用，来加强转基因后的协同效应。

　　3.4 双转基因模型

　　双转基因模型是在单转基因模型的基础上结合另外一种单转基因模型构建而成。APP小鼠大脑皮层可形成老年斑，但几乎观察不到神经纤维缠结，为解决问题，人类的 Tau 和 PS 基因被引入到APP小鼠当中，建立出 APP/Tau 双转基因小鼠。APP/PS双转基因小鼠通过加速表达 Aβ，实现更快速且稳定地形成 Aβ 增多、聚集的病理特征表现。但这类模型与 APP 模型一样，无法形成 Tau 病理。而 APP/Tau双转基因小鼠可同时出现 Aβ 斑块沉积和神经元纤维缠结。

　　3.5 多转基因模型

　　多转基因模型是根据需要将三个或三个以上易感基因结合在一起来建立基因模型。此类模型可以用于测试 AD 特定的病理分子机制或研究候选药物对特定病理的作用和疗效，也可用于比较两类转基因模型之间的差异。3xTg模型是典型的多转基因模型，同时具有 APP、PS1、Tau 三个基因突变。该模型可表现出 Aβ 沉积形成的斑块和 tau 病理改变，以及神经纤维缠结。

阿尔茨海默症概述

　　阿尔茨海默病( Alzheimer’s disease，AD) 是一种在老年人中发病率极高的神经系统退行性疾病，是继癌症、心血管疾病及脑卒中后致人类死亡的第四大病因。其症状往往随着年龄的增长而恶化，从轻度记忆障碍逐渐发展为严重的痴呆，包括语言技能的丧失、认知缺陷、视觉空间功能障碍、执行功能丧失等。

　　以上是与阿尔茨海默症动物造模(AD模型)相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。