阿尔茨海默病模型

阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）模型构建

阿尔茨海默病是一种以β淀粉样蛋白（Aβ）沉积、tau蛋白病理和突触功能障碍为特征的神经退行性疾病。以下是常用AD动物模型的构建方法、评价指标及适用场景。

一、模型类型及核心方法

1. 转基因小鼠模型

原理：通过基因编辑过表达人类AD相关突变基因（如APP、PS1、tau），模拟Aβ沉积或神经纤维缠结（NFTs）。

常见品系：

2. Aβ诱导模型

原理：通过脑区注射Aβ寡聚体或片段，模拟急性Aβ毒性。

操作步骤：

立体定位注射：麻醉后定位海马或皮层，注射Aβ1-42寡聚体（小鼠：2-5 μg/侧；大鼠：5-10 μg/侧）。

时间节点：注射后7-14天出现突触损伤和认知障碍。

适用场景：短期研究Aβ毒性机制或药物干预效果。

3. 药物诱导模型

东莨菪碱模型：

原理：东莨菪碱（Scopolamine）为胆碱能拮抗剂，诱导急性认知障碍。

方法：腹腔注射1-2 mg/kg（小鼠）或2-4 mg/kg（大鼠），30分钟后进行行为学测试。

特点：操作简单，适用于胆碱能药物筛选，但无AD病理特征。

4. 自然衰老模型

SAM-P8小鼠：快速衰老型小鼠，12月龄出现Aβ沉积和认知衰退。

老年大鼠：18-24月龄Sprague-Dawley大鼠，伴随Aβ累积和突触可塑性下降。

5. 基因编辑模型（CRISPR/Cas9）​

构建策略：敲入人类AD相关突变（如APP瑞典突变、PS1 M146V）或敲除Aβ清除基因（如TREM2）。

优势：更精准模拟遗传性AD（如家族性AD），病理进展可控。

二、模型评价指标

1. 行为学检测

Morris水迷宫：评估空间学习和记忆能力（逃避潜伏期、目标象限停留时间）。

新物体识别（NOR）​：检测短期记忆（识别指数=新物体探索时间/总探索时间）。

Y迷宫自发交替：反映工作记忆（交替率＞70%为正常）。

筑巢行为：评估执行功能（评分1-5分，分数越低认知障碍越严重）。

2. 病理学分析

Aβ沉积检测：

免疫组化/免疫荧光：6E10抗体标记Aβ斑块，Thioflavin S染色老年斑。

ELISA：定量脑匀浆中Aβ1-40和Aβ1-42比例（AD模型Aβ42/Aβ40＞1）。

Tau病理检测：

AT8抗体：标记磷酸化tau（Ser202/Thr205）。

Gallyas银染：显示神经纤维缠结。

突触标志物：Western blot检测PSD95、Synaptophysin表达下降。

3. 神经炎症评估

小胶质细胞活化：Iba1免疫染色观察形态（活化态：胞体增大，突起缩短）。

炎性因子：qPCR检测IL-1β、TNF-α、IL-6 mRNA水平。

4. 脑成像技术

微型PET/MRI：活体检测脑葡萄糖代谢（FDG-PET）或Aβ沉积（PiB-PET）。

三、模型优缺点对比

四、应用场景

药物开发：

测试Aβ抗体（如Aducanumab）、BACE1抑制剂或tau聚集抑制剂。

评估天然产物（如姜黄素、白藜芦醇）的神经保护作用。

病理机制研究：

Aβ与tau协同毒性机制。

神经炎症与突触丢失的因果关系。

基因治疗：

AAV介导的基因沉默（如靶向APP或tau）。

CRISPR/Cas9修复致病突变。

行为干预：

环境富集（Enriched Environment）对认知衰退的改善效果。

五、注意事项

模型验证：

转基因模型需通过PCR和Western blot验证基因表达及病理表型。

Aβ注射模型需确认注射位点准确性（术后MRI验证）。

行为学干扰：

避免昼夜节律颠倒或应激（如频繁抓取）影响测试结果。

老年动物需排除视力/运动障碍对水迷宫的干扰。

伦理规范：

立体定位手术需严格麻醉和术后镇痛（如布洛芬）。

认知严重受损动物（如无法觅食）需及时安乐死。

六、示例数据