老年癡呆癥狀動物模型研究進展

老年癡呆癥狀動物模型研究進展第一部分

老年癡呆發(fā)病機制

老年癡呆癥狀動物模型研究進展

老年癡呆是繼腫瘤、心臟病、腦血管病之后引起老年人死亡的第四大病因,它是一種嚴重的、退行性腦疾患,多起病于老年期，潛隱起病，病程緩慢且不可逆。臨床特征是進行性認知功能障礙,至疾病后期,患者生活不能自理及臥床不起,不能說話甚至連自己的近親都不認識。病理改變包括廣泛的神經(jīng)元丟失、腦內(nèi)出現(xiàn)無數(shù)神經(jīng)元纖維纏結(jié)(NFT)和老年斑。老年癡呆老年癡呆癥狀動物模型研究進展病理改變

阿爾茨海默病主要表現(xiàn)為腦細胞的廣泛死亡，特別是基底節(jié)區(qū)的腦細胞。（正常情況下，基底節(jié)區(qū)發(fā)出的纖維投射到大腦與記憶和認知有關(guān)的皮質(zhì)，它釋放乙酰膽堿。短期記憶的形成必須有乙酰膽堿的參與，患者與正常人相比乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶的含量比正常人減少90%。）經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)，患者腦中有廣泛的神經(jīng)元纖維纏結(jié)，軸突纏結(jié)形成老年斑。老年斑中含有壞死的神經(jīng)細胞碎片、鋁、異常的蛋白，腦內(nèi)β–淀粉樣蛋白過度積聚。老年癡呆癥狀動物模型研究進展發(fā)病機制

目前公認的發(fā)病機制主要有：2.與載脂蛋白E（APO-E4）的基因有關(guān)3.中樞膽堿能損傷4.興奮性氨基酸毒性學(xué)說老年癡呆癥狀動物模型研究進展由于淀粉樣前蛋白的異常導(dǎo)致蛋白成分漏出細胞膜，導(dǎo)致神經(jīng)元纖維纏結(jié)和細胞死亡，基因位于21號染色體。凝聚態(tài)A在腦實質(zhì)的沉積啟動病理級聯(lián),導(dǎo)致NFT形成,神經(jīng)元丟失和癡呆表現(xiàn)。在AD患者腦內(nèi)，Tau蛋白異常過度磷酸化，并聚集成雙螺旋絲形式，與微管蛋白的結(jié)合力降低，失去了促進微管形成和維持微管穩(wěn)定的作用。異常磷酸化Tau蛋白的病理性沉積，導(dǎo)致了神經(jīng)原纖維纏結(jié)（NFTs）的形成，而NFT可作為大腦早老化的標(biāo)志。老年癡呆癥狀動物模型研究進展淀粉樣肽假說示意圖淀粉樣肽假說強調(diào)A凝聚而非已成熟的淀粉樣纖維在AD發(fā)病中的作用。具有神經(jīng)毒性的A參與了NFT的形成。但前腦額葉癡呆與17號染色體有關(guān)聯(lián)。細胞內(nèi)tau的凝聚也可由tau基因突變直接引起.微管是重要的細胞骨架成分,與有絲分裂、細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運等多種功能有關(guān)。微管由管蛋白(tubulin)和微管相關(guān)蛋白(tau含量最高)組成。Tau蛋白是一種含量最高的微管相關(guān)蛋白.老年癡呆癥狀動物模型研究進展淀粉樣肽假說:AD患者較正常老年人腦內(nèi)NFT數(shù)目更多、分布更廣。NFTs隨AD的發(fā)展而增多，并與臨床癡呆的程度相關(guān)。早老素1(PS1)和早老素2(PS2)突變參與了AD老年斑和NFT的形成。PS在AD發(fā)病中的作用是:促進A的沉積,損傷線粒體,產(chǎn)生自由基,造成鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)和釋放凋亡因子引起細胞凋亡,提高GSK3活性,增加tau蛋白的磷酸化。老年癡呆癥狀動物模型研究進展2．與載脂蛋白E（APO-E4）的基因有關(guān)載脂蛋白E(apolipoprotienE,APOE)基因定位于19號染色體,人類的APOE基因有三個等位基因即APOE2,APOE3,APOE4。APO-E4的增多能對抗APO-E2或APO-E3的功能。APO-E4使神經(jīng)細胞膜的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致神經(jīng)元纖維纏結(jié)和細胞死亡。APOE4在AD發(fā)病中的作用是:促進A的形成,減少A清除,促進tau高度磷酸化和形成雙股螺旋細絲以及使乙酰膽堿合成減少。老年癡呆癥狀動物模型研究進展3.中樞膽堿能損傷

膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)是腦組織中的重要化學(xué)物質(zhì)，發(fā)生阿爾茨海默病時腦內(nèi)的膽堿能神經(jīng)元減少，導(dǎo)致乙酰膽堿（Ach）合成、儲存和釋放減少，進而引起以記憶和識別功能障礙為主要癥狀的一系列臨床表現(xiàn)。在阿爾茨海默病的發(fā)病機制中，此學(xué)說也是目前較為公認的阿爾茨海默病的發(fā)病機制。老年癡呆癥狀動物模型研究進展神經(jīng)化學(xué)AD患者腦部乙酰膽堿明顯缺乏，乙酰膽堿酯酶和膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性降低，特別是海馬和顳葉皮質(zhì)部位。此外，AD患者腦中亦有其他神經(jīng)遞質(zhì)的減少，包括去甲腎上腺素、5－羥色胺、谷氨酸等。老年癡呆癥狀動物模型研究進展4.興奮性氨基酸毒性學(xué)說

尤其是谷氨酸（Glu）谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，具有重要生理功能，如大量釋放可以造成組織損傷。現(xiàn)有研究提示，AD患者腦內(nèi)谷氨酸功能亢進，造成神經(jīng)元損傷，從而產(chǎn)生認知功能缺陷。

老年癡呆癥狀動物模型研究進展第二部分

AD動物模型

老年癡呆癥狀動物模型研究進展1、快速老化小鼠（Senescence-AcceleratedMouseSAM）模型20世紀80年代，學(xué)者TakedaT,HosokawaM等在普通的遺傳群AKR系小鼠中通過表型選擇培育出一種快速老化小鼠—SAM，6個月大的時候出現(xiàn)了系統(tǒng)性淀粉樣變。近年，AtsuyoshiShimada等學(xué)者以SAMP10為模型研究免疫與年齡相關(guān)的因素干擾影響大腦組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)失調(diào)如何導(dǎo)致老年性神經(jīng)退行性病變。老年癡呆癥狀動物模型研究進展SAM模型缺點：價格較昂貴，壽命短，雖然可以應(yīng)用于抗衰老及AD治療方面的實驗研究，但不宜用作長期實驗。老年癡呆癥狀動物模型研究進展2、以D-半乳糖（D-galactose，D-gal）損害為主的動物模型

小鼠每日腹腔注射D-gal120mg/kg和亞硝酸鈉90mg/kg，連續(xù)60d；空白對照組腹腔注射等體積生理鹽水。2011年，XiaoF等學(xué)者利用D-gal與aluminium（AL）聯(lián)合皮下注射昆明小鼠連續(xù)10周，分別使用Morris水迷宮測試,染色及生化指標(biāo)等測試模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶、膽堿能系統(tǒng)變化，以及蛋白質(zhì)淀粉樣蛋白（Aβ）的含量，顯示有明顯的學(xué)習(xí)和記憶缺陷，并顯示大腦乙酰膽堿（ACh）的水平減少，老年斑（SP）形成和神經(jīng)元纖維糾結(jié)結(jié)構(gòu)也被觀察到，（證明聯(lián)合使用D-gal和AL也可建立一個有效的研究AD的發(fā)病機制的模型。同時D-gal也能使動物提前衰老。）老年癡呆癥狀動物模型研究進展

該模型優(yōu)點：經(jīng)濟且操作簡單、模擬損傷較為全面。缺點：飼養(yǎng)周期長、外界干擾。老年癡呆癥狀動物模型研究進展3、以膽堿能損傷為基礎(chǔ)的AD動物模型大腦基底前腦膽堿能細胞損傷都可導(dǎo)致動物出現(xiàn)認知障礙和學(xué)習(xí)記憶能力的損害。研究學(xué)者通過各種方法直接破壞腦膽堿能神經(jīng)細胞功能，從而制作AD模型。老年癡呆癥狀動物模型研究進展用電解毀損基底核法破壞腦基底核法制備AD大鼠損傷性癡呆模型，并利用電子顯微鏡觀察兩種癡呆模型的腦組織超微結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果顯示模型鼠的腦神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞均出現(xiàn)線粒體數(shù)目減少，嵴斷裂或消失，部分線粒體出現(xiàn)髓樣變或呈空泡狀。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較少并出現(xiàn)脫顆粒，胞漿內(nèi)脂褐素顆粒增多。老年癡呆癥狀動物模型研究進展興奮性毒素損傷Meynert基底核(NBM)所致的AD動物模型NBM主要由中樞膽堿能神經(jīng)元組成,同時NBM發(fā)出纖維投射到大腦皮質(zhì)廣泛區(qū)域及嗅球。NBM損傷被廣泛用于制作AD模型。有的學(xué)者使用化學(xué)物質(zhì)注入動物腦基底核，從而破壞膽堿能神經(jīng)元建立起AD模型（如鵝膏蕈氨酸（ibotenicacid,IBO）、海人酸），結(jié)果顯示模型鼠出現(xiàn)腦神經(jīng)細胞退行性病變。老年癡呆癥狀動物模型研究進展化學(xué)損毀模型此類模型簡單雖然模擬了膽堿能神經(jīng)元損傷的特征，但是模型未出現(xiàn)SP和NFT等病理性特征，所以在用藥劑量濃度和時間部位等問題上還需要進一步研究。老年癡呆癥狀動物模型研究進展基底前腦膽堿能神經(jīng)元變性在AD神經(jīng)病理改變中占重要地位,它可引起某些認知障礙。基底前腦神經(jīng)元可表達神經(jīng)生長因子(nervegrowthfactor,NGF)的受體。實驗表明,NGF及其受體的改變在神經(jīng)元退行性疾患膽堿能功能障礙中有作用。因此可以通過NGF受體的介導(dǎo)作用制備AD模型。白喉毒素結(jié)合的NGF可以導(dǎo)致前腦膽堿能神經(jīng)元損傷模型。3.3選擇性損傷基底前腦(basalforebrain,BF)

膽堿能神經(jīng)元的AD動物模型老年癡呆癥狀動物模型研究進展4、注射Aβ的AD動物模型通過實驗證明，Aβ不足可能會導(dǎo)致突觸失去正常功能，而Aβ過?？赡軐?dǎo)致突觸功能障礙，從而導(dǎo)致AD的發(fā)生。注射Aβ可模擬Aβ聚集或沉積建立學(xué)習(xí)記憶能力損害、海馬神經(jīng)元破壞等病理改變的AD動物模型。老年癡呆癥狀動物模型研究進展5、Trisomy16模型Down’s綜合征以21號染色體三體型為特點,而小鼠第16號染色體上含有與人類第21號染色體長臂上相同的編碼APP的基因?；谶@個發(fā)現(xiàn),許多學(xué)者就嘗試用16三體鼠作為研究AD的模型。實驗結(jié)果可以看出:Trisomy16模型可以出現(xiàn)AD的部分病理改變,但是對于此種模型的研究也只是剛剛開始,還有許多工作有待完成。老年癡呆癥狀動物模型研究進展6、鋁元素慢性中毒模型2005年，楊勇等向大鼠脊髓蛛網(wǎng)膜下腔埋管多次注射三氯化鋁（aluminiumtrichloride，AlCl3）建立的AD動物模型獲得成功。2011年，XiaoF等學(xué)者利用D-gal與aluminium（AL）聯(lián)合皮下注射昆明小鼠連續(xù)10周，成功建立了一個學(xué)習(xí)記憶能力衰退并出現(xiàn)老年癡呆典型病理改變的模型。老年癡呆癥狀動物模型研究進展7、轉(zhuǎn)基因AD動物模型學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)APP（myloidbeta（A4）precursorprotein）基因突變會導(dǎo)致AD發(fā)生。學(xué)者利用不斷完善的轉(zhuǎn)基因技術(shù)建立轉(zhuǎn)基因AD動物模型，現(xiàn)階段，利用APP,PS1和Mapt（3xTg-AD）建立三重轉(zhuǎn)基因小鼠來測試認知和非認知行為差異，這一模型將對臨床前期干預(yù)非常有幫助。老年癡呆癥狀動物模型研究進展由于AD受遺傳及環(huán)境共同影響，因此在轉(zhuǎn)基因模型的基礎(chǔ)上，再施加中樞膽堿能損害、自身免疫損傷等其他致病因素，將產(chǎn)生更接近人類AD病理及發(fā)病過程的模型，從而將對AD治療及藥物的篩選開發(fā)起到推動作用。

老年癡呆癥狀動物模型研究進展8、與免疫有關(guān)的AD動物模型近年來的研究表明，與自身免疫系統(tǒng)衰退有關(guān)，如老年斑中Aβ標(biāo)記和免疫球蛋白鏈相似，因而可以利用提取抗原-抗體復(fù)合物沉積形成淀粉樣核心導(dǎo)致神經(jīng)變性和老年斑形成，從而制備AD動物模型。老年