上一期动物疾病模型相关干货给大家介绍了阿尔兹海默症的疾病背景以及三种不同类型的胆碱能系统损伤AD模型,今天小编为大家另外几种常见的药物造模方法以及衰老AD模型的相关知识及应用,供大家参考。
药物损伤模型
1、Aβ损伤模型[1]
Aβ是老年斑的主要成分,能产生神经元毒素。向实验动物的海马或脑室注射Aβ25-35可使神经元发生坏死,促进凋亡基因表达,诱导胶质细胞的炎性反应,产生血管的淀粉样病变与纤维蛋白的沉积,模拟AD的病理现象,形成学习与记忆能力减退的AD模型,但是该模型无法模拟AD的其他典型病理改变。
实验动物:用SD或Wistar大鼠
常用聚集态Aβ:Aβ1-40、Aβ25-35、Aβ1-42等
此类模型的制备方法是采用微型渗透压泵多次向动物脑室内灌注或双侧海马直接定向注射聚集态Aβ。具体可参考以下步骤:
1)大鼠经腹腔注射0.4%戊巴比妥钠(0.2mL/10g)麻醉,后固定于立体定向仪上。
2)纵行切开头皮,双侧脑室置管坐标为前囟0.8mm,中线旁1.1mm,硬膜下3.6mm。
3)分别向一侧侧脑室缓慢注入5μL新鲜配制的40pmol/μL的Aβ1-40,全脑共约pmol,注入速度约为1μL/min,每次注射间隔2小时。
4)留针2分钟后拔管,骨蜡封闭颅骨孔后缝合切口。
5)注射过程中,出血量较大的动物判定为失败,排除在实验之外。
成模后脑内出现Aβ过度沉积,可通过参与线粒体功能障碍、神经细胞凋亡、神经炎症等,造成神经系统功能紊乱,能较好模拟AD病理特征。该造模方法仍存在许多缺陷,首先注射手法和位置的选择极其重要,容易伤及脑组织。其次通过注射带来的病理学特征较为局限,病理特征仅局限于注射区,且实验动物自身体内存在Aβ自身清除机制,造模结果不稳定。
2、tau蛋白损伤模型[2]
过度磷酸化的tau蛋白在AD神经细胞凋亡中发挥了重要作用,导致神经纤维缠结。通过向实验动物侧脑室微泵注入磷脂酸酶抑制剂,如冈田酸(Okadaicacid,OA)等,特异性抑制丝氨酸或苏氨酸的蛋白磷酸酯酶,使磷酸化的tau蛋白呈现双螺旋细丝状病理改变,产生类似Aβ沉积的老年斑改变和神经纤维缠结AD模型。OA是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶(1A和2A)的特异性抑制剂,在实验动物的脑室长期投递OA可引起动物的记忆严重缺失,同时导致脑内Aβ淀粉样沉积斑块形成以及NFT样磷酸化Tau蛋白出现。
实验动物:用SD或Wistar大鼠,体重~克(其他动物用量及实验可参考以下表格)。
注:详细信息见参考文献[2]
材料和试剂:脑立体定位仪,微量注射器,颅钻。OA以pH7.4磷酸缓冲的人工脑脊液配制,置4℃冰箱备用。具体可参考以下步骤:
1)大鼠经腹腔注射0.4%戊巴比妥钠(0.2mL/10g)麻醉,后固定于立体定向仪上。
2)参照脑立体定位图谱的侧脑室座标,颅骨钻孔;
3)装置微渗透泵的投递针,使针管头端置于侧脑室,用牙科水泥将其柄部固定在颅骨上,泵体埋在动物项部皮下,输送管经头皮下传送;
4)平均投递速度0.25±0.02μl/小时,通常一次埋泵可维持4周,如需要长时间的投递,更换一次新充填的微渗透泵即可;
5)2~3周后进行行为试验,动物将出现工作记忆和参考记忆的损害。术后6周免疫组化分析可见经OA处理的大鼠脑的纹状体、海马和皮质等部位出现高磷酸化Tau蛋白免疫阳性神经元、App免疫阳性星形胶质细胞和Aβ淀粉样蛋白免疫阳性斑块。
衰老模型[5]
AD是一个年龄相关的疾病,衰老是AD病程中的重要“推手”之一。相较其他模型,衰老AD模型更能还原相应表型。
1、自然衰老型:目前普遍认同老年小鼠的年龄为12-24月龄,大鼠衰老年龄为21-32月龄。自然衰老动物模型建模简单,在衰老期表现出学习和记忆能力的减退,并伴脑神经元萎缩,符合老年患者的临床表现,因此,在AD研究中自然衰老动物模型作为首选动物模型。劣势:自然衰老模型耗费资源较多且所需饲养时间较长,从实际角度出发在应用上有一定的限制,并且饲养过程中出现的不可控因素较多,不利于后期试验。
2、快速老化小鼠:快速老化小鼠(SAM)由AKR/J系小鼠筛选近交培养而成,分9个亚系。其中SAMP8是一种广泛认可的衰老模型。快速老化小鼠具有饲养周期短,衰老特征明显的优点,但快速老化小鼠相比其他模型小鼠价格较贵,且SAM动物繁殖能力较弱,相对来源较少,具有一定的局限性。
图片来源:文献[5]
本期干货内容到此结束,下期小恒将继续为了解各种AD转基因模型,感兴趣的小伙伴可以