Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究

Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究
Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究

2014年10月第37卷第5期

湖南师范大学自然科学学报

JournalofNaturalScienceofHunanNormalUniversity

Vol.37 No.5

Oct.,2014Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠

模型脑杏仁核分布的比较研究

周 奕1,邓志伟1,艾卫敏2,朱耀峰3,张剑峰4,卢 璨4,雷德亮5倡

(1.长沙卫生职业学院基础学科部,中国长沙 410100;2.湘潭职业技术学院护理学院,中国湘潭 411012;

3.吉首大学医学院,中国吉首 416000;4.中南大学湘雅医学院,中国长沙 410013;

5.中南大学基础医学院,中国长沙 410013)

摘 要 目的:比较研究Aβ在两种AD转基因小鼠模型脑杏仁核分布的差异.方法:采用18月龄雄性APP/PSl双转基因(2×Tg-AD)小鼠与同龄同性别APP/PSl/tau三转基因(3×Tg-AD)小鼠,分别进行6E10单克隆抗体免疫组化染色等方法显示Aβ阳性神经元及斑块,观察其分布与形态等的差异,图像分析系统定量比较其量的变化.结果:在杏仁核2×Tg-AD组Aβ阳性产物主要位于细胞外成为细胞外Aβ(eAβ),形成大量的Aβ阳性斑,Aβ阳性神经元少;而3×Tg-AD组Aβ阳性产物主要位于神经元细胞内,成为细胞内Aβ(iAβ),但Aβ阳性斑少见.结论:2×Tg-AD组与3×Tg-AD组Aβ阳性产物在杏仁核分布的差异可能反映了两种AD小鼠模型神经病理等改变的

不同.

关键词 阿尔茨海默病;转基因小鼠;β淀粉样蛋白;杏仁核

中图分类号 R749畅16 文献标识码 A 文章编号 1000-2537(2014)05-0026-05

ComparativeStudyontheDistributionofAβinAmygdaleof

TwoTransgenicMiceModelsofAlzheimer摧sDisease

ZHOUYi1,DENGZhi-wei1,AIWei-min2,ZHUYao-feng3,ZHANGJian-feng4,LUCan4,LEIDe-liang5倡(1.BasicMedicalDepartment,ChangshaHealthVocationalCollege,Changsha410100,China;

2.SchoolofNursing,XiangtanVocationalandTechnicalCollege,Xiangtan411012,China;

3.MedicineSchoolofJishouUniversity,Jishou416000,China;

4.XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Changsha410013,China;

5.BasicSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Changsha410013,China)Abstract Objective:TocomparethedistributionandmorphologicalfeaturesofAβimmunoreactiveproductsintheamygdaleoftwotransgenicmicemodelsofAlzheimer摧sdisease.Methods:18-month-oldAPP/PSl(2×Tg-AD)andtheage-matchedmalemiceofAPP/PSl/tau(3×Tg-AD)wereusedinthisexperiment.6E10immunohis-tochemicalstainingwasusedtoshowthedistributionandmorphologicalfeaturesofAβimmunoreactiveproducts,andquantitativeanalysisweremadeonthedifferenceoftheproductsbyanimageanalysissystem.Results:ThedepositionofAβintheamygdalaof2×Tg-ADwasmainlyseenasextracellularAβ(eAβ),andformedalotofpositiveplaques;thepositiveproductsweredistributedasintracellularlyAβ(iAβ)forthe3×Tg-AD,buttheAβpositiveplaqueswererarelyseen.Conclusion:ThedifferenceofAβpositiveproductsdistributionbetweenthe2×Tg-ADand3×Tg-ADislikelytoberelatedtothedifferenceofneuropathologicalchangesofthesetwoADmodels.Keywords AD;transgenicmice;Aβ;amygdale

倡 收稿日期:2014-05-08

 基金项目:湖南省卫生厅科研基金课题资助项目(B2014-151);湖南省教育厅科学研究资助项目(14C0091);米塔尔学生创新资助项目(10MX19);长沙市2013年度指导性科技计划资助项目(K13ZD046-33)倡通讯作者,E-mail:delianglei@csu.edu.cn

周 奕等:Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究阿尔茨海默病(Alzheimer摧sdisease,AD)临床上表现为:起病隐袭、进行性发展的记忆、言语、视空间、认知功能减退及人格的异常等[1-2].其主要病变为:Aβ异常聚集和沉积形成老年斑(senileplaques,SPs);颞叶、海马、杏仁核等部位神经元及突触丢失;tau异常磷酸化导致的神经纤维缠结(neurofibrillarytangles,NFTs)和颗粒空泡变性(granulovacuolardegeneration,GD)等[3-5].AD的病因及发病机制复杂,有多种学说,至今仍未阐明.Aβ学说是目前普遍认同的AD主要发病机制之一:Aβ在脑内异常聚集并纤维化形成SPs,其神经毒性作用可破坏钙离子平衡、诱发氧化应激、激活小胶质细胞产生炎症反应、激活凋亡相关蛋白等启动凋亡程序并导致广泛的神经元丢失,进而形成认知功能损害,出现相应的痴呆症状[6-8].用于AD研究的动物模型有很多种,且各具特点.其中过度表达人类家族性突变的APP基因和PS1基因的2×Tg-AD小鼠,以及过度表达APP、PS1和tau基因的3×Tg-AD小鼠均能模拟出AD的某些神经生物学特征性改变,然而针对这两种动物模型脑内重要区域Aβ分布的比较还未见报道.本研究通过Aβ单克隆抗体(6E10)免疫组化染色结合形态学分析等方法,比较18月龄2×Tg-AD与3×Tg-AD小鼠杏仁核中Aβ分布的差异,探讨两种AD小鼠模型病理形态等的不同.

1 材料与方法1.1 实验动物

18月龄健康雄性2×Tg-AD小鼠8只,含有突变的APPSwe/PS1△E9,由北京利昊生物科技有限公司提供.同龄雄性3×Tg-AD小鼠8只,含突变的APPSwe/PS1M146V/tauP301L,由美国国立卫生研究院Ingram博士资助.实验动物在SPF(SpecificpathogenFree)级环境下饲养,严格控制温度、湿度、光照、换气条件等.高压灭菌的普通膳食喂养,定时称体质量,了解小鼠生长发育情况.1.2 实验方法

1.2.1 组织制备 小鼠用质量分数为4%的水合氯醛按10μL/g腹腔注射麻醉,仰卧位固定于实验台上.于上腹部剪开腹壁,向上紧贴剑突左侧剪破胸壁与膈肌,暴露心脏.在心尖剪一小口,迅速将灌注针经心尖送至升主动脉根部,随后剪开右心耳,可见血液快速流出.先用20~30℃0.9%的氯化钠溶液20~30mL快灌,可见肝脏颜色迅速变白,再用4℃的4%多聚甲醛磷酸缓冲液(Paraformaldehyde,PFA)(0.1mol/L,pH=7.4)50~100mL灌注,前1/3快灌,后2/3慢灌,使PFA充分渗透,维持30~40min.灌注过程中可见小鼠尾巴抖动,四肢颤抖,并逐渐变硬.灌注完成后取脑,在4℃的4%PFA中固定12h,然后沉于30%的蔗糖溶液4h.在-20℃条件下作连续冠状切片,片厚30μm,收集杏仁核层面切片,待用.

1.2.2 免疫组化 Aβ单克隆抗体(6E10)进行ABC法免疫组织化学染色,主要过程如下:80%的甲酸修复抗原30min;1%H2O215min去除内源性过氧化酶干扰;0.5%TritonX-10015min以增加细胞膜通透性;5%的正常山羊血清封闭1h;小鼠抗人6E10单克隆抗体(1∶400)置4℃摇床12h;生物素化山羊抗鼠IgG(1∶200),室温摇床2h;亲和素-生物素化酶(ABC)复合物(1∶150),室温摇床上孵育1.5h;二氨基联苯胺(DAB)显色5min,镜下观察并控制染色的强度.以上各步骤之间均用0.01mol/LPBS漂洗3次,每次5min;明胶玻片贴片;自然干燥后,0.1%尼氏染液复染,梯度酒精脱水,二甲苯脱脂,明胶封片.阴性对照:用0.01mol/LPBS代替一抗,排除二抗的非特异性染色,结果为阴性.1.3 数据收集和统计学处理Motic-K400L显微镜在高倍视野(×60)下使用IPP软件计数杏仁核的相似视野中能够分清细胞轮廓的阳性细胞数,并取其均值.染色深度达到足以区分细胞周界的神经元被计数,全部计数均由一人采用盲法操作完成.每只小鼠脑组织检测3张切片,每张切片检测3个视野.HPIAS-1000H高清晰度彩色图像检测系统测定杏仁核区阳性表达产物的平均灰度值,同时测量各切片背景灰度值.免疫阳性灰度值=背景灰度值-免疫阳性产物平均灰度值.实验数据以均数±标准差表示.样本均数的比较采用完全随机设计的单因素方差分析并用SPSSV20.0统计软件进行统计处理.P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 形态学观察

2.1.1 Aβ阳性神经元 Aβ阳性神经元轮廓较清晰,细胞胞体较大呈圆形,胞浆中可见灰褐色的免疫阳性72第5期

产物(即细胞内Aβ).2×Tg-AD组Aβ阳性的神经元数量极少,呈稀疏无规则散在分布;3×Tg-AD组可见大量密集分布的Aβ阳性神经元,且杏仁核中心区相对数目较多(Fig.1A-D).

2.1.2 Aβ阳性斑块 2×Tg-AD、3×Tg-AD小鼠脑内均可见Aβ阳性的黑褐色斑块(即老年斑SPs).2×Tg-AD组Aβ阳性斑块染色较深呈散在分布,数量多、面积大;3×Tg-AD组斑块染色较淡,仅在杏仁核中心区呈点状分布(Fig.1A-D).2.2 定量分析

2.2.1 Aβ阳性神经元 杏仁核2×Tg-AD组Aβ阳性细胞计数(个/视野)12±3.42与3×Tg-AD组Aβ阳性细胞计数28±6.38比较,差异有统计学意义(P<0.05).2×Tg-AD组Aβ阳性细胞平均灰度值(MOD)179.12±3.98与3×Tg-AD组Aβ阳性细胞平均灰度值104.21±5.63比较,差异有统计学意义(P<0.05)(表1).

2.2.2 Aβ阳性斑块 杏仁核2×Tg-AD组Aβ斑占总面积(2.8±0.47)%;3×Tg-AD组Aβ斑占总面积(1畅1±0.65)%.二者相比差异有统计学意义(P<0.05)(表1).

表1 Aβ阳性神经元数、平均灰度值及Aβ斑在两种动物杏仁核的比较(倡,P<0.05)

Tab.1 ComparisonofAβpositiveneurons,theaveragegrayvalueandAβplaquesinamygdaleoftwokindsofanimalmodels(倡,P<0.05)动物

动物数Aβ阳性神经元数/(个?视野-1)Aβ阳性神经元平均灰度值/MODAβ阳性斑块所占比/%2×Tg-AD

812±3.42倡179.12±3.98倡2.8±0.47倡3×Tg-AD828±6.38104.21±5.631.1±

0.65

图1 6E10免疫阳性产物在杏仁核的分布

A、B为2×Tg-AD组,C、D为3×Tg-AD组.图B、D(标尺=20μm)取自于图A、C(标尺=100μm)Fig.1 Thedistributionof6E10immunoreactiveproductsintheamygdale

AandBfor2×Tg-AD,CandDfor3×Tg-AD.BandD(scalebar=20μm)weretakenfromAandC(scalebar=100μm)3 讨论

本研究观察到2×Tg-AD组杏仁核可见大量6E10免疫阳性斑,这与其他研究者的报道是一致的[9-11]

.说明在这类转基因AD小鼠模型中,细胞外Aβ(extracelluarβ-amyloid,eAβ)的沉积是其主要的病变.eAβ在AD82 湖南师范大学自然科学学报 第37卷

周 奕等:Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究病理过程中的作用有较多研究报道,主要表现在以下几方面:(1)eAβ可诱发脑内免疫炎症反应.eAβ可激活

小胶质细胞和补体系统,释放促炎因子,诱导炎症反应发生,从而导致神经元退行性变[12].人们在AD患者

脑中发现,在SPs的核心周围可见聚集的小胶质细胞并与SPs相互交错,小胶质细胞的异常激活同AD的神经病理改变有一定的联系,据此推测eAβ可能是通过免疫炎症反应促进AD的发生.临床流行病学调查表明,长期服用抗炎药物后AD发病率减低,并对认知功能具有保护作用.(2)Nelson等发现eAβ可使某些抗氧

化酶活性降低从而导致氧自由基的浓度异常升高,其可能是诱发AD的机理之一[13].eAβ也可通过其它多种

途径诱导蛋白质过氧化物、脂质过氧化物大量产生.这些产物的增加可导致神经元产能障碍,最终启动细胞的凋亡过程.(3)异常增加的eAβ的作用曾经被认为还通过多种方式尤其是诱发细胞凋亡的途径,从而引起神经元退行性变.支持该观点的依据有:与早期家族性AD相关的PS1、PS2、APP基因突变可使eAβ含量增加;Aβ降解酶基因的多态性,其中包括编码人胰岛素降解酶的基因,可能导致AD的发生;实验动物治疗研究发现抗-Aβ治疗有一定疗效.因此,清除eAβ及eAβ神经毒性,曾经是AD治疗的主要研究方向.然而,Aβ

免疫实验仅起到轻微延缓AD进程的作用并出现了无菌性脑炎的严重副作用而被迫中断[14-16].近年来,人们

通过对AD转基因小鼠及AD病人的脑组织的研究,发现存在细胞内Aβ,并对AD病理的发展起重要作用.

作者在对3×Tg-AD组的研究中发现,eAβ阳性斑块小且少,而神经元内有很多6E10阳性产物即细胞内Aβ(intracelluarβ-amyloid,iAβ),这种现象还少见报道.近年来,神经元iAβ的存在与作用越来越受到人们

的重视,其在AD中的作用也是多方面的:(1)iAβ可影响突触功能[17].Meng等通过尸体解剖发现在AD的

早期即出现明显的突触可塑性的改变[18].Gimenez等发现3×Tg-AD转基因小鼠1到4个月时,皮质、杏仁核

等部位的突触间传递丧失了近40%,而通过免疫组化等方式仅能检测到iAβ[19].提示:AD早期在无细胞外

斑块形成的情况下iAβ积聚,导致突触的损害.这可以解释老年斑形成和认知障碍之间的不一致性.(2)iAβ

可导致线粒体受损[20].线粒体通过氧化磷酸化作用产生能量物质ATP,同时参与维持正常的细胞内钙离子

平衡.此外,线粒体在控制细胞凋亡中担当重要角色.线粒体的功能障碍会导致ROS产生过度和细胞色素C的释放,并将促使凋亡肽酶激活因子与细胞凋亡蛋白酶9-前原蛋白结合,启动凋亡过程.(3)ZHANG等通过

对原代培养的人类神经元细胞内显微注射Aβ可出现P53和Bax蛋白介导的选择性杀伤作用[21-22].(4)iAβ

多肽与细胞内载脂蛋白E的聚集密切相关,而后者与DNA断裂和细胞溶解有紧密联系.(5)iAβ还可通过减低特异的蛋白磷酸酶活性和(或)增强糖原合成酶活性诱导tau蛋白的异常磷酸化,从而损伤神经元.此外,在自然衰老的恒河猴脑中,Aβ同样被发现于神经元和非神经元细胞内,早于淀粉样斑块的形成;同时证明

Aβ寡聚体可以引发神经元退行性变[23].

杏仁核(amygdale)是大脑边缘系统的重要组成部分,其具有调节内脏活动、处理情感反应及记忆等功能[24-25].Horínek等通过MRI研究发现在AD的早期诊断中杏仁核与海马有着相同的诊断价值,并且认为两者在短期记忆过程中都担当着重要的角色;当AD出现轻微的精神症状时,杏仁核普遍发生了早期的损害[24].Hampel等研究表明杏仁核不仅是AD脑内重要的病变部位之一,而且其Aβ异常沉积发生的时间可

能比海马、皮质等区域更早[25].上述研究表明杏仁核与AD有密切的关系.

作者比较了18月龄时2×Tg-AD与3×Tg-AD小鼠模型杏仁核Aβ分布特点.结果发现:2×Tg-AD组Aβ沉积主要发生在细胞外,3×Tg-AD组Aβ沉积主要发生在细胞内.在其他脑区也存在类似的表达差异.造成这种差异的原因目前还不清楚,有待深入研究.Aβ与AD的神经病理改变有着密切的关系,但Aβ如何引起神经元退行性变,其最初的作用位点是在细胞外还是细胞内,至今仍存在争议.由于3×Tg-AD小鼠过度表达的tau基因可能影响Aβ聚集的部位,并且3×Tg-AD小鼠早期即有明显的神经元死亡、突触丢失及学习

记忆行为的改变[26],据此作者推测iAβ的神经毒性可能在神经元退行性改变并导致AD发生的过程中发挥

重要作用.

参考文献:

[1] SPERLINGRA,AISENPS,BECKETTLA,etal.TowarddefiningthepreclinicalstagesofAlzheimer摧sdisease:Recommen-dationsfromtheNationalInstituteonAging-Alzheimer摧sAssociationworkgroupsondiagnosticguidelinesforAlzheimer摧sdisease[J].AlzheimersDement,2011,7(3):2359-2369.

[2] TIAGOS,JOSET,FERNANDOR.Alzheimer摧sdisease,cholesterol,andstatins:thejunctionsofimportantmetabolicpath-ways[J].AngewandteChemie,2013,52(4):728-737.

92第5期

03 湖南师范大学自然科学学报 第37卷

[3] QUERFURTHHW,LAFERLAFM.Alzheimer摧sdisease[J].NewEnglJMed,2010,362(4):329-344.

[4] CHRISTIANER.Alzheimer摧sdiseaseandtheamyloidcascadehypothesis:acriticalreview[J].IntJAlzheimersDis,2012,10(1155):808-818.

[5] MANGIALASCHEF,SOLOMONA,WINBLADB,etal.Alzheimer摧sdisease:clinicaltrialsanddrugdevelopment[J].LancetNeurol,2010,9(7):702-716.

[6] SIMONL.Fleshingouttheamyloidcascadehypothesis:themolecularbiologyofAlzheimer摧sdisease[J].BasicRes,2011,2(2):101-110.

[7] DITTEZC,SOPHIELK,ANTONIUSF,etal.TransientintraneuronalAbratherthanextracellularplaquepathologycorrelateswithneuronlossinthefrontalcortexofAPP/PS1KImice[J].ActaNeuropathol,2008,116(6):647-655.

[8] HOLCOMBI,GORDONMN,MCGOWANE,etal.AcceleratedAlzheimer-typephenotypeintransgenicmicecarryingbothmutantamyloidprecursorproteinandpresenilin1transgenes[J].NatMed,1998,4(1):97-100.

[9] SAVONENKOA,XUGM,MELNIKOVAT,etal.Episodic-likememorydeficitsintheAPPswe/PS1△9mousemodelofAlzheimer摧sdisease:relationshipstobetaamyloiddepositionandneurotransmitterabnormalities[J].NeurobiolDis,2005,18(3):602-617.

[10] DUFFK,ECKMANC,ZEHRC,etal.Increasedamyloid-beta42(43)inbrainsofmiceexpressingmutantpresenilin1[J].Nature,1996,383(6602):710-713.

[11] WESTMJ,BACHG,SODERMANA,etal.SynapticcontactnumberandsizeinstratumradiatumCA1ofAPP/PS1DeltaE9transgenicmice[J].NeurobiolAging,2009,30(11):1756-1776.

[12] ANTEROS,JOHANNAO,ANUK,etal.InflammationinAlzheimer摧sdisease:Amyloid-βoligomerstriggerinnateimmunitydefenceviapatternrecognitionreceptors[J].ProgNeurobiol,2009,87(3):181-194.

[13] NELSONTJ,ALKONDL.Oxidationofcholesterolbyamyloidprecursorproteinandβ-amyloidpeptide[J].JBiolChem,2005,280(8):7377-7387.

[14] RINNEJO,BROOKSDJ,ROSSORMN,etal.11C-PiBPETassessmentofchangeinfibrillaramyloid-betaloadinpatientswithAlzheimer摧sdiseasetreatedwithbapineuzumab:aphase2,double-blind,Placebo-controlled,ascending-dosestudy[J].LancetNeural,2010,9(4):363-372.

[15] SIEMERSER,FFIEDFICHS,DEANRA,etal.SafetyandchangesinplasmaandcercbrospinalfluidamyloidbetaafterasingleadministrationofanamyloidbetamonoclonalantibodyinsubjectswithAlzheimerdisease[J].ClinNeuropharmacol,2010,33(2):67-73.

[16] FOSTERJK.VERDILEG,BATESKA,etal.ImmunizationinAlzheimer摧sdisease:naivehopeorrealisticclinicalpotential[J].MolPsychiatry,2009,14(3):239-251.

[17] CLAUDIOC.IntracellularandextracellularAβ,ataleoftwoneuropathologies[J].BrainPathol,2005,15(1):66-71.

[18] MENGL,LIYINGC,DANIELHS,etal.TheroleofintracellularamyloidβinAlzheimer摧sdisease[J].ProgNeurobiol,2007,83(3):131-139.

[19] GIMENEZ-LLORTL,BLAZQUEZG,CANETEAT,etal.ModelingbehavioralandneuronalsymptomsofAlzheimer摧sdiseaseinmice:Aroleforintraneuronalamyloid[J].NeurosciBiobehavRev,2007,31(1):125-147.

[20] ALIKHANIN,GUOL,YANS,etal.Decreasedproteolyticactivityofthemitochondrialamyloid-betadegradingenzyme,PrePpeptidasome,inAlzheimer摧sdiseasebrainmitochondria[J].JAlzheimersDis,2011,27(1):6535-6546.

[21] ZHANGY,MCLAUGHLINR,GOODYERC,etal.Selectivecytotoxicityofintracellularamyloidbetapeptide1-42throughp53andBaxinculturedprimaryhumanneurons[J].JCellBiol,2002,156(3):519-529.

[22] THOMASAB,HENNINGB,KAILAID,etal.Intraneuronal-amyloidisamajorriskfactor-novelevidencefromtheAPP/PS1KImousemodel[J].NeurodegenerativeDis,2008,5(3-4):140-142.

[23] BILLINGSL,ODDOS,GREENKN,etal.IntraneuronalAβcausestheonsetofearlyAlzheimer摧sdisease-relatedcognitivedeficitsintransgenicmice[J].Neuron,2005,45(5):675-688.

[24] HOR橏NEKD,PETROVICKYP,HORTJ,etal.AmygdalarvolumeandpsychiatricsymptomsinAlzheimer摧sdisease:anMRIanalysis[J].ActaNeurolScand,2006,113(1):40-45.

[25] HAMPELH,TEIPELSJ,BAYERW,etal.Agetransformationofcombinedhippocampusandamygdalevolumeimprovesdi-agnosticaccuracyinAlzheimer摧sdisease[J].JNeurolSci,2002,194(1):15-19.

[26] TOBIASB,MARTINF,STEFFENB,etal.MultipleeventsleadtodendriticspinelossintripletransgenicAlzheimer摧sdis-easemice[J].Plosone,2011,5(11):477-488.

(编辑 王 健)

Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较

研究

作者:周奕, 邓志伟, 艾卫敏, 朱耀峰, 张剑峰, 卢璨, 雷德亮, ZHOU Yi, DENG Zhi-wei, AI Wei-min, ZHU Yao-feng, ZHANG Jian-feng, LU Can, LEI De-liang

作者单位:周奕,邓志伟,ZHOU Yi,DENG Zhi-wei(长沙卫生职业学院基础学科部,中国长沙,410100),艾卫敏,AI Wei-min(湘潭职业技术学院护理学院,中国湘潭,411012), 朱耀峰,ZHU Yao-

feng(吉首大学医学院,中国吉首,416000), 张剑峰,卢璨,ZHANG Jian-feng,LU Can(中南大

学湘雅医学院,中国长沙,410013), 雷德亮,LEI De-liang(中南大学基础医学院,中国长沙

,410013)

刊名:

湖南师范大学自然科学学报

英文刊名:Journal of Natural Science of Hunan Normal University

年,卷(期):2014(5)

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通络救脑注射液对阿尔茨海默病模型大鼠学习记忆及氧化应激反应的影响

2012年12月1日第12期No.12 1 Dec. 2012 中医学报 CHINA JOURNAL OF CHINESE MEDICINE 第27卷总第175期Vol.27 Serial No.175 *基金项目:北京中医药大学自主课题(编号:2011-JYBZZ - XS077) 通络救脑注射液对阿尔茨海默病模型大鼠学习 记忆及氧化应激反应的影响 * Effects of Tongluo Jiunao Injection on learning and memory and oxidative stress response for Alzheimer's Disease Rat Models 刘洋Liu Yang 1,李澎涛Li Pengtao 2,刘希伟Liu Xiwei 1,南一楠Nan Yinan 1,都文渊Du Wenyuan 1 1.北京中医药大学基础医学院中西医结合基础(病理),北京110029 Integration of Traditional Chinese Medicine and Western Medicine Subject (Pathology )in Basic Medical College of Beijing University of Traditional Chinese Medicine , Beijing ,China 1100292.北京中医药大学东直门医院,北京100700 Dongzhimen Hospital of Beijing University of Traditional Chinese Medicine ,Beijing ,China 100700 摘要:目的:探讨通络救脑注射液(Tong Luo Jiu Nao injection , TLJN )对阿尔茨海默病(Alzheimer ’s Disease ,AD )模型大鼠的防治作用及其抗氧化机制。方法:采用脑内定位注射β淀粉样蛋白(βamyloid1-42)建立AD 大鼠模型,在模型建立成功的同时给予TLJN 治疗。采用Morris 水迷宫进行AD 大鼠的行为学检测,用化学比色法检测大脑皮质丙二醛(MDA )的含量。结果:与正常组比较,AD 模型组大鼠的逃避潜伏期明显延长(P <0.01),目标象限停留时间明显缩短(P <0.01);TLJN 治疗组大鼠逃避潜伏期明显缩短(P <0.05),目标象限停留时间明显增加(P <0.05)。AD 模型组大鼠脑皮质中MDA 含量增加(P <0.01);TLJN 治疗组,脑皮质MDA 含量显著减少(P <0.01)。结论:TLJN 具有改善学习记忆能力,对抗大鼠神经系统的退行性病变有一定的作用,可能通过抑制AD 模型大鼠脑皮质MDA 产生发挥其保护作用。 Abstract :Objective :To explore the preventive and therapeutic effect and anti-oxidation mechanism of Tong Luo Jiu Nao injection (TLJN )in Alzheimer's Disease (AD )rat models.Methods :The AD rat model was established by injecting β-amyloid1-42into the rat brain ,and successful model rats were given TLJN injection treatment at the same time.The behavioral changes of the AD rats were test-ed with Morris water maze.Chemical colorimetry was used to measure malondialdehyde (MDA )content in the cerebral cortex.Results :Compared with the control group ,the escape latent period of AD rats was significantly longer (P <0.01),retention time of the target quadrant significantly obviously reduced (P <0.01);After TLJN treatment ,the escape latent period of AD rats was significantly shorter (P <0.05),and retention time of the target quadrant was significantly increased (P <0.05).In AD model group ,the MDA content in cerebral cortex was increased significantly (P <0.01);while after TLJN treatment ,the MDA content in cerebral cortex was decreased obviously (P <0.01).Conclusions :TLJN treatment has certain effects on improving learning and memory ability of AD rats and resisting retrogression of rats nervous system ,and plays protective role in AD rats possibly via inhibiting the production of MDA.关键词:阿尔茨海默病;通络救脑注射液;Morris 水迷宫;学习记忆;氧化应激反应;大鼠 Key words :Alzheimer's Disease (AD );Tongluo Jiunao injection ;Morris water maze ;learning-memory ;oxidative stress response ;rat 中图分类号CLC number :R285.5 文献标识码Document code :A 文章编号Article ID :1674-8999(2012)12-1614-03阿尔茨海默病(Alzheimer ’ s Disease ,AD )是一种继心血管病、癌症、脑卒中后严重威胁人类健康的高发性神经退变性疾病。但目前临床上对于AD 的病因和发病机制尚不完全清楚, 对于其治疗仍旧是一个世界性的难题。近些年来,对于AD 的发病机制研究方面取得了很多进展,主要集中在遗传因素、环境因素、免疫-炎性机制、氧化应激和细胞凋亡等方面,而氧化应激在AD 中的作用越来越受到研究者的重视。结合本研究团队多年体内外实验研究, 发现AD 的中医病机关键为“毒损脑络”[1-2] 。因此,本实验采用大鼠双侧海 马注射A β1-42这一致毒片段以模拟“毒损脑络”病证,观察“毒损脑络”病证下AD 大鼠学习记忆变化情况及氧化应激反应的改变,采用针对该中医病机关键具有解毒通络作用的中药复方通络救脑注射液进行干预, 通过Morris 水迷宫行为学检测方法观察药物干预后大鼠学习记忆的改善情况及通络救脑注射液的作用机制,为通络救脑注射液的临床应用提供体外实验依据。 1 材料与方法 1.1 动物分组 清洁级雄性SD 大鼠32只,体质量(250?20)g ,购自北 京维通利华实验动物中心。随机分成正常对照组(正常组)、 A β海马注射组(模型组)、A β海马注射+通络救脑注· 4161·

阿尔茨海默病动物模型研究进展

阿尔茨海默病动物模型研究进展 发表时间:2019-09-23T09:21:11.433Z 来源:《医药前沿》2019年22期作者:朱恒延郭燕君(通讯作者) [导读] 阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。 (嘉兴学院医学院浙江嘉兴 314001) 【摘要】阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。本文在总结近年来最新研究成果的基础上系统阐述阿尔茨海默病研究中常用的动物模型,为AD的生物性特征和预防研究提供帮助。 【关键词】阿尔茨海默病; 动物模型; 研究进展 【中图分类号】R745 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2019)22-0010-02 Research progress of animal models of Alzheimer's disease Zhu Hengyan,Guo Yanjun (communications author) Medical College of Jiaxing University, Jiaxing, Zhejiang 314001, China 【Abstract】Animal model of Alzheimer's disease is an important tool for studying the pathogenesis of human alzheimer's disease and seeking for treatment. On the basis of summarizing the latest research achievements in recent years, this paper systematically describes the animal models commonly used in Alzheimer's disease research, providing help for the biological characteristics and prevention of AD. 【Key words】Alzheimer's disease; Animal model; Research progress 阿尔茨海默病是以进行性记忆缺失和痴呆为特征的神经退行性疾病。65岁前发病称早老性家族性痴呆;65岁后发病称迟发的老年性痴呆。典型病理变化为细胞外由β淀粉样蛋白(Amyloid-β,Aβ)形成的老年斑块,过度磷酸化的tau蛋白组成的神经元纤维缠结[1]。AD分为早发的家族性AD(Familial AD,FAD)和迟发的散发性 AD(Sporadic AD,SAD)。SAD发病机制主要与遗传和环境有关。胰岛素通路和能量代谢障碍、糖尿病,脑外伤,神经炎症反应以及Apo Eε4等位基因等都是AD的危险因素[2]。目前尚无有效安全的治疗AD的方法及药物。科学家们一直试图建立与AD发病机制接近的灵长类动物模型。本文着重探讨与AD相关的转基因动物模型和灵长类动物模型的现状及特点作一综述。 1.AD相关的转基因模型的特点 研究证实多数 FAD患者是由PSEN1突变所致[3],PSEN1第4~12外显子之间是主要基因突变位点,近年来,研究者们建立了几种AD PSEN1基因突变的转基因模型,包括PSEN1(A246E)[4]、PSEN1(M146L)[4]、PSEN1(M146V)[4]、PSEN1(P264L)[4]、 PSEN1(P117L)[4]、PSEN1-YAC[4]等。研究者们发现携带人PSEN1突变的转基因AD小鼠不能模拟出FAD的典型特征,因此转入人PSEN1基因突变的同时加入PSEN2其他突变基因,用这种方法成功建立了十多种转基因AD小鼠,而且十多种AD转基因小鼠都能能表现出FAD部分神经病理学特征和行为学上的改变。目前AD转基因小鼠是研究阿尔茨海默病发病机理和治疗方面经典的动物模型,但是已知的这些PSEN1转基因模型小鼠同时不能模拟FAD的全部神经行为学和病理学特征。灵长类动物由于在生理结构和生物化学方面与人类高度相似。因此急需建立一种灵长类非人动物模型,探索这种模型是否能够更好的模拟FAD的多种神经行为学及病理学的特征。 2.FAD灵长类非人动物模型研究现状 近十几年来,随着转基因技术进步和灵长类动物转基因技术的发展,使得建立灵长类非人阿尔茨海默病转基因模型成为可能[5]。由于从发病机制上看FAD是由APP或PSEN1、PSEN2突变所致,专家们尝试将结合其他突变基因(PSEN2、APP和 MAPT) 和PSEN1突变来建立FAD转基因灵长类非人动物模型。上述方法在理论上能够模拟出FAD的发病原因和疾病特征,而且可以通过遗传保种,在建立模型动物群体方面表现出优势。但是灵长类非人阿尔茨海默病转基因动物模型面临严峻的问题:(1)转入AD致病基因的灵长类非人转基因动物通常需十几年才呈现AD特征性的神经病理学和行为学改变,灵长类动物模型效率低、成本高,尚未见成功模型报道;(2)短期难以开展对转基因的个体开展临床病理鉴定和行为学的评价。PSEN1在灵长类动物中非常保守。有关非人灵长类动物中AD基因突变是否与人类相似方面的研究较少。John J.Ely发现一只黑猩猩PSEN1突变[5],其PSEN1突变的特征未知;与其他年龄及性别相匹配的未突变PSEN1黑猩猩相比,其是否出现神经退行性病理改变和行为学变化均不知道;其子代是否有PSEN1基因突变、行为学及病理变化是否出现等还没有报道。 目前AD尚未研制出安全有效的药物和方法,迫切需要能模拟AD经典病理变化的理想动物模型,以前建立在啮齿类的动物模型各有优缺点,不能全面体现AD的病例神经行为学方面的全部改变。目前被大家所认可的转基因动物模型也有待完善。利用基因筛选和基因修饰分子生物学技术建立AD灵长类非人动物模型意义重大,对于进一步明确发病机理,AD药物的治疗、开发和筛选,早期诊断有重要的应用价值和前景。 【参考文献】 [1] Grundke-Iqbal I,Iqbal K,Tung YC,et.al.Abnormal phosphorylation of the microtubule associated protein tau(tau) in Alzheimer cytoskeletal pathology.Proc Natl Acad Sci U S A 83(13):4913-4917. [2] Iqbal K,Grundke-Iqbal I.Alzheimer's disease,a multifactorial disorder seeking multitherapies.Alzheimers Dement 6(5):420-424. [3] Ballard C,Gauthier S,Corbett A,et al.Alzheimer’s disease[J].Lancet 2011,377(9770):1019-1031. [4] Wen P H,Shao X,Shao Z,et al.Overexpression of wild type but not an FAD mutant presenilin-1 promotes neurogenesis in the hippocampus of adult mice[J].Neurobiol Dis,2002,10(1):8-19. [5] Chan A W.Progress and prospects for genetic modification of nonhuman primate models in biomedical research[J].ILAR J,2013,54(2):211-223. [6] Joseph M.Erwin P RH J.One Gerontology:Advancing Understanding of Aging through Studies of Great Apes and Other Primates[M].Aging in Nonhuman Primates,Erwin Jm H P,Basel:Interdiscipl Top Gerontol,Karger,2002:31,1-21. 基金项目:浙江省科技计划项目(2017C37173);嘉兴学院南湖学院重点SRT资助项目(NH85178445);2016年度浙江省教育技术研究规划课题(JB039)

阿尔茨海默病模型小鼠脑乙酰胆碱转移酶(chAT) 和乙酰胆碱酯酶(A-chE)活力的实验研究

Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2019, 9(6), 807-814 Published Online June 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/a813059399.html,/journal/acm https://https://www.360docs.net/doc/a813059399.html,/10.12677/acm.2019.96124 Experimental Study on the Activity of Acetylcholinesterase (chAT) and Acetylcholinesterase (a-che) in the Brain of Rats with Alzheimer’s Disease Qijun Long1, Yuying Deng1, Chuanling Tan1, Dan Zou1, Shumei Xu1, Haichao Tian1, Shuqiu Zhang2*, Guoquan Zhou3 1Heavy Metal and Arsenic Toxicology Research Laboratory, Youjiang University of Nationalities, Baise Guangxi 2Guangxi Baise High-Tech Zone Science and Technology Enterprise Incubation Base R & D Center, Baise Guangxi 3Department of Environmental Toxicology, Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA Received: Jun. 11th, 2019; accepted: Jun. 20th, 2019; published: Jun. 27th, 2019 Abstract Objective: To explore the effect of Chinese herbal medicine and compound preparation on mice of aluminum-induced Alzheimer's disease (AD). Methods: AD mice model was established first. 50 mice were divided into four groups: control group, model group, treatment group 1 and treatment group 2. Except the control group mice, the model group mice were injected intraperitoneally with mixed liquid of D-galactose + AlCl3 for 60 days (the mice were injected intraperitoneally with Al3+ concentration of 2 mg/ml aluminum trichloride diluted liquid at a dose of 5 mg/kg body weight for 60 days). Treatment group 1 and treatment group 2 were poisoned for 2 months with alumi-num first, then the two treatment groups were poured with different dosages of Chinese herbal compound preparations respectively; the same volume of distilled water was given to mice of the control group and model group till to the end of the experiment. Hemoglobin and Morris water maze test were tested before and after experiment. At the end of experiment, the blood was ob-tained, the serum was isolated, and serum biochemical indexes were measured. After mice sacri-ficed, their brains were taken and weighed, then the brains were made into homogenate, and cen-trifuged to get the supernatant, in which acetylcholinesterase (AchE), acetylcholine transferase (chAT), superoxide anion free radical ( O2) cleaning rate, and glutathione were determined. And another part of the brain was used for pathological examination after formaldehyde treatment. Results: In all experimental groups, the indices showed respectively that vitality of mice’s brain (AchE) was 5.77 ± 1.52, 6.02 ± 0.79, 7.30 ± 0.59, 5.27 ± 1.09 (U/mg.prot), P < 0.05,P < 0.01; Vigor Dynamic of (ChAT) was 29.25 ± 13.42, 7.05 ± 5.07, 52.95 ± 25.79, 53.95 ± 12.82 (U/g) (tissue wet weight), P < 0.05,P < 0.01; and Vigor Dynamic of serum (AchE): 51.79 ± 2.12, 44.71 ± 2.21, 55.41 ± 2.10, 41.30 ± 3.36 (U/ml), P < 0.05,P < 0.01; obviously, in all these indexes, the model group was apparently lower. Al3+ in mice’s brain content turned out 135.00 ± 8.37, 149.40 ± 0.89, 147.43 ± 4.83, 118.75 ± 6.41 (ng/ml); superoxide anion free radical ( O2) cleaning rate was 27.65 ± 4.81, 14.71 ± 3.60, 22.65 ± 8.67, 21.57 ± 6.14 (%). Before, during, after the contamination, it showed *通讯作者。

阿尔茨海默病动物模型建立方法的论述_薛斌

基金项目:成都医学院“实验室开放基金课题”资助(S YSKF200748)。 作者简介:薛斌(1984-),男,成都医学院2005级临床本科班学生,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。△通讯作者:荣成(1980-),男,助教, 成都医学院基础医学实验技术中心科研秘书,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。 阿尔茨海默病动物模型建立方法的论述 薛 斌1 荣 成 张 晓2 杨 拯2 江红丽2 (1.成都医学院2005级临床本科甲班 2.成都医学院实验技术教研室) [摘 要]学习记忆能力障碍是老年性痴呆(Alzheimer ’s disease,AD)的主要临床症状和特征,而目前对阿尔茨海默病的发病机制有三种有影响力的学说。因此理想的阿尔茨海默病AD 动物模型,对研究该病的发病机制及治疗具有重要意义,本文就目前几种有影响力的AD 的动物模型研究现状作一综述。 [关键词]阿尔茨海默病 穹窿海马伞 胆碱能神经元 T au 蛋白 β-淀粉样肽 阿尔茨海默病(Alzh eimer ’s disease ,AD )是一种临床常见的中枢神经系统变性疾病,目前其发病机制有三种影响力的学说,如淀粉样蛋白学说、乙酰胆碱能学说、线粒体损伤学说。现关于AD 疾病的研究日益受到国内外学者的高度重视。其建立一个可靠的A D 动物模型是研究AD 的重要环节。有关AD 动物模型建立的方法较多,各有利弊,本文针对这几种学说的AD 动物模型的建立和新的动物模型的建立作一综述。 一、自然衰老认知障碍AD 动物模型 AD 是一个与年龄相关的疾病,衰老因素在AD 发病过程中扮演着重要角色,衰老所特有的病理生理变化及其它病变的影响,是用年轻动物制作的动物模型所不能替代的。通过行为筛选的方式,选择带有认知和记忆严重缺失的个体,它们的行为损害与老年人和A D 患者的认知损害相类似,同时还可出现某些相应的脑组织病理改变[1]。故是研究AD 较好的动物模型。但存在以下缺点:①老年动物神经系统的发病与A D 的发病机制过程不完全一致,因此神经化学方面的改变也是不同的。②体质差,易死亡,故不宜用于周期长的实验。③对药物的吸收代谢不佳。④价格昂贵。所以该模型的应用受到一定限制。 二、损害模型的AD 动物模型1.断开穹窿海马伞通路模型 早在1954年,Daitz 等人就采用横断穹窿海马伞系统来研究观察神经元的退化过程。后来人们为了进行AD 方面的研究,采取了真空抽吸、横断或电解等方法损毁单侧或双侧穹窿海马伞通路建立AD 模型[2-3]。此种方法主要是通过切断隔海马通路(如扣带束、背穹窿海马伞),破坏胆碱能及非胆碱能纤维传入,导致实验动物行为及神经化学方面的缺损,造成动物空间定向和记忆障碍及胆碱能神经元的丢失。1994年在此基础上,Jeltsch 等的实验研究结果表明,切断双侧穹窿海马伞通路造成的A D 模型在数月后其行为及神经化学的缺失也不能恢复[4]。该模型是建立在“AD 认知障碍的胆碱能假说”的基础上,基底前脑的胆碱能细胞发出轴突广泛地投射到新皮质和海马等高级脑区,这一投射与学习记忆和认知功能有着密切的联系。在任何一个环节阻断或损坏这一投射系统都可导致动物认知障碍和学习记忆能力的损害。其病理检查发现A D 患者基底前脑的胆碱能细胞出现严重溃变,其细胞丢失的程度和患者的认知能力成负相关关系[5]。如通过手术、化学或免疫切除的方式损伤基底前脑——海马胆碱能投射,来模拟AD 的前脑胆碱能系统的损害,可用于①研究前脑胆碱能系统选择性损害对AD 的记忆减退与认识障碍的临床症状的关系的研究;②拟胆碱药物治疗A D 的药物筛选、疗效评价和作用机制的研究;③胚胎基底前脑胆碱能细胞脑内移植治疗AD 的实验研究;④神经营养因子如N G F 等脑室投递治疗A D 的研究以及N GF 或其它神经营养因子基因修饰细胞脑内移植对A D 进行基因治疗的研究等。用此方法 建立A D 模型,周期短(约两周),但手术定位难以控制,很难避免手术区邻近组织的受损。故此方法基本不再运用。 2.慢性缺血痴呆模型 脑的供血不足可以导致脑损伤和一系列的临床症状,加拿大学者To r re 报告用老年动物慢性脑缺血模型引起的行为缺失和脑组织病理生理改变在许多方面与人类的老年期痴呆包括AD 相类似[6]。慢性缺血痴呆模型是通过结扎老年大鼠的双侧颈总动脉和一侧椎动脉或者一侧锁骨下动脉,造成脑的长期供血不足和相应的脑损害,这些脑损害与AD 的临床表现和病理改变有一定相似性[6]。其特点为:①脑组织长期供血不足;②只有老年动物长期缺血才出现恒定的行为损害和病理改变,年轻动物长期缺血造成的损伤是一过性的。基于该模型的制作机理和特点,考虑到临床上有不少AD 患者同时合并有脑血管型痴呆和脑供血不足,我认为这一模型适用于研究混合性老年期痴呆的发病机制和有关药物治疗的研究。 3.鹅膏蕈氨酸(Ibo tenic acid ,IBO )损害模型 IBO 是一种谷氨酸受体激动剂,具有强烈的神经兴奋毒性作用,通过与神经元胞体或树突上的N M DA 受体相结合导致神经元中毒性损伤而溃变。基于基底前脑神经元丢失在衰老和AD 有关的认知缺失中的重要作用,以谷氨酸类似物微量注射到基底前脑导致其神经元溃变和认知缺陷。制作A D 模型最常用的谷氨酸类似物主要有海仁酸(Kainic acid,K A)、IBO 和使君子氨酸(quisqualic ,Q U IS )。其中以IBO 最为首选,尽管IBO 和Q U I S 都能造成基底前脑胆碱能神经元溃变,但只有IBO 能恒定地损害动物学习记忆有关的行为执行。基底前脑细胞对K A 的敏感性较低,故用量较大,易引起动物死亡,并往往在导致基底胆脑细胞损害的同时引起其它部位神经元(如海马锥体细胞)的死亡[7-8]。 4.Okadaic acid 慢性损害AD 模型 Okadaic acid(O A)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制剂,O A 的长期脑室投递可引起动物的记忆严重缺失,同时导致脑内A β淀粉样沉积斑块形成以及N F T 样磷酸化Tau 蛋白出现。O A 损害模型是利用O A 对丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制作用,以及它对蛋白激酶C (PK C )的激活作用。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制可以使T au 蛋白过磷酸化,导致N FT 的形成。同时,PK C 激活,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的活性抑制,可剌激A β产生,进而引起A β的沉 积和老年斑的形成[9] 。由于O A 对蛋白磷酸化酶,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制作用和提高PK C 的活性,并能同时复制出AD 的二大分子标志有关的病理改变——老年斑和N F T ,该模型具有明显的优势主要适用于:①研究AD 发病的病理机制,A β和Tau 蛋白代谢异常与A D 病理的关系,以及A β和Tau 在AD 病变中的相互作用。②从另一角度验证现有AD 治疗方法 — 16—

阿尔茨海默病模型小鼠凋亡相关蛋白的表达

阿尔茨海默病模型小鼠凋亡相关蛋白的表达 王晓映1 刘鹏朱华徐艳峰马春梅代小伟刘颖秦川(中国医学科学院实验动物研究所北京协和医学院比较医学中心,北京100021) 〔摘 要〕目的 探讨阿尔茨海默病(AD )凋亡相关蛋白的表达情况。方法 取3月龄和6月龄APPswe /PS ΔE9小鼠脑组织,利用Western 印 迹的方法检测APPswe /PS ΔE9小鼠和对照小鼠脑组织中bcl-2、caspase-9以及caspase-3的表达情况。结果与同月龄的对照小鼠相比,APPswe / PS ΔE9转基因小鼠中,bcl-2表达水平明显降低,而caspase-9和caspase-3表达水平明显升高。结论凋亡相关蛋白的异常表达可能在AD 的发生发 展过程中起到一定作用。 〔关键词〕阿尔茨海默病;bcl-2;APPswe /PS ΔE9小鼠〔中图分类号〕R749 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1005-9202(2012)07-1446-02;doi :10.3969/j.issn.1005- 9202.2012.07.0561山东大学第二医院病理科 通讯作者:秦 川(1959-),女,教授,博士生导师,主要从事神经系统退行性病变研究。 第一作者:王晓映(1981-),女,医师,医学博士,主要从事神经系统退行 性病变研究。 阿尔茨海默病(AD )是一种神经系统退行性疾病,是导致老年人痴呆的主要原因,其特征性的病理改变是在大脑皮质和海马区域出现老年斑和神经原纤维缠结。目前, AD 的发病机制仍然不明确, 一些研究发现,凋亡的异常可能在AD 的发生发展过程中起到重要作用。本实验以APPswe /PS ΔE9模型小鼠作为研究对象,探讨AD 中凋亡相关蛋白的表达情况。1材料与方法 1.1 APPswe /PS ΔE9转基因小鼠的建立 APPswe /PS ΔE9转 基因小鼠由中国医学科学院实验动物研究所构建并提供〔1〕 。 APPswe 转基因编码一段人鼠嵌合的蛋白,其中APP 的胞外和胞内区域为鼠源性序列,而A β结构域为人源性序列并包含瑞士突变K594N /M595L 。PS ΔE9转基因编码人源性E9外显子缺失的PS1。转基因小鼠在出生9 14d 用剪趾法标记,收集剪下的组织及鼠尾,用碱裂解法提取基因组DNA ,PCR 分别检测APPswe 及PS ΔE9基因的表达。APP 基因PCR 产物长344kb ,PS 基因PCR 产物长608kb 。1.2 Western 印迹法检测bcl-2、caspase-9以及活化caspase-3的表达 将小鼠脱颈处死后,迅速取出其脑组织,用生理盐水 洗去血液, 立即置于RIPA 蛋白裂解液中,提取总蛋白。蛋白浓度用BCA 法进行测定。蛋白上样量为40μg ,利用12%的SDS-PAGE 胶进行分离,然后将其转移至NC 膜(Millipore )上,室温下封闭1h ,与bcl-2(Abcam )、capase-9(Millipore )及caspase-3(Abcam )抗体进行杂交,4?过夜,用TBST 洗膜3次,与辣根酶标记的羊抗兔IgG 和GAPDH 进行杂交,室温下孵育1h ,TBST 洗膜3次,然后进行化学发光。1.3 统计学分析 运用SPSS11.0统计软件。用t 检验对 Western 印迹的结果进行统计学分析。 2结果 2.1 APPswe /PS ΔE9转基因小鼠鼠尾DNA 鉴定结果 裂解鼠 尾后提取DNA ,分别用针对APP ,PS1的引物进行扩增,筛选鉴定阳性小鼠, 部分检测结果见图1 。1、2、3泳道分别为阴性对照、空白对照和阳性对照,4、8和10为阴性小鼠, 5、6、7和9为阳性小鼠图1APPswe /PS ΔE9转基因小鼠鼠尾DNA PCR 鉴定结果 1,2,3,4分别代表3月龄模型鼠、3月龄对照鼠、6月龄模型鼠和6月龄对照鼠;图3同 图2APPswe /PS ΔE9转基因小鼠和对照小鼠脑组织中bcl- 2蛋白表达情况2.2 APPswe /PS ΔE9转基因小鼠和对照小鼠脑组织中bcl-2 蛋白的表达情况 利用Western 印迹的方法分别检测了3月龄 和6月龄小鼠脑组织中bcl-2蛋白的表达情况,并将检测结果进行半定量分析。由图2可以看出,与同月龄的野生型对照小鼠相比, APPswe /PS ΔE9转基因小鼠中,bcl-2表达水平明显降

颠覆传统建模!3D阿尔茨海默病体外模型诞生了!可巧妙模拟人脑,为痴呆治疗带来重大进步

颠覆传统建模!3D阿尔茨海默病体外模型诞生了!可巧妙模拟人脑,为痴呆治疗带来重大进步 原创2018-06-28 订阅号APExBIO 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,简称AD) 是一种神经系统退行性疾病,临床上的表现特征为痴呆,主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状,以65岁为界分为早发性和晚发性。 阿尔茨海默病(AD)的特征在于β-淀粉样蛋白(beta-amyloid,Aβ)的积累,磷酸化tau的形成,神经胶质细胞的超活化和神经元的丢失。然而人们对AD的病因及发病机制知之甚少,很大程度上是因为缺乏一种理想的AD模型。 对于体外模型,理想的情况是能够重演AD病理过程的三大点:Aβ的累积,磷酸化tau的聚集和神经炎性,即重演AD患者大脑中多级细胞间的相互作用。然而,目前的AD神经元模型不包括由小神经胶质细胞介导的神经炎症变化。近日,来自美国北卡罗来纳大学夏洛特分校的Park等人建立了一个3D的AD体外模型,这是一个微流体装置,里面装载了含人类神经元(neurons)、星形胶质细胞(astrocytes)和小胶质细胞(microglia)的3D培养物。3D微流体模型呈现出与生理相关的大脑环境,可以重演AD的病理过程,揭示了神经退行性病变的潜在重要炎症机制。该论文题目为“A 3D human triculture system modeling neurodegeneration and neu roinflammation in Alzheimer’s disease”,在线发表于《nature Neuroscience》杂志。

阿尔茨海默症动物模型的研究进展及其评价

中国民族民间医药临床研究?18?ChineseJournalofEthnomedicineandEthnopharmacyClinicalresearch 阿尔茨海默症动物模型的研究进展及其评价 张洁1龙颖1胡昔奇1曹萍1郑尧帆1李先辉2 (1.吉首大学医学院06级临床l班,湖南,吉首,416000;2.吉首大学医学院生理教研室,湖南,吉首,416000) 【摘要】随着世界人口的老龄化。阿尔茨海默症已成为严重威胁老人健康的明大疾病之一。研究并建立可靠的AD动物模型对j:探明阿尔茨海默症的病因、发病机制及防治药物的研究与开发均具有重要意义。本文对AD动物模型的研究进展及 其评价作一简要综述。 【关键词】阿尔茨海默症;动物模型 【中图分类号】R741.04【文献标识码】A【文章编号J1007—8517(2009)10-0018一03 AdvancesandevaluationonresearchofAnimalmodelofAlzheimerbdisease ZHANGJielLONG¨矿HUXlqilCAOPin91ZHRENG玩吧向n1uXianhui2 (1.MedicineDepartment-clinical,class1grade2006ofJishouUniversity,JishouHunan。416000,China; 2DepartmentofPhysiologyofJishouUniversityMedicineDepartment。JishouHunan-416000。China) 【Abstract】Withtheagingofwodd§population-Alzheimer§diseasehasl№acomeoneofthefour8eriout;diseaseswhichthreattOthehealthoftheelderly.ItisveryimportanttOresearchandestablishareliableanimalmodelforADinprovingAlzheimer§diseaseetiolo-舒-developingofpreventiondrugresearch.Inthispaper,ananimalmodelofADreseawhandevaluationarereviewed.【Keywords】Alzheimer’sdisease;animalmodal 阿尔茨海默症(Alzheimerdisease,AD)是发生在老年期或老年前期的一种中枢神经系统慢性渐进性退行性疾病,以脑细胞内神经纤维缠结(nervefibertangles,NFTr)和细胞外老年斑(senileplaques,SP)以及大量神经元丢失为主要神经病理特征…。由于阿尔茨海默症(AD)的发病机制至今不明,因此研究并建立可靠的AD动物模型对于探明阿尔茨海默症的病阒、发病机制及防治药物的开发与研究具有重要的意义。虽然完全理想的AD动物模型目前尚不存在,但随着神经牛物学和分子生物学的进步,许多AD动物模型相继被制作,并在研究中得到广泛的应用,这些模型为理解AD的病理机制和实验新的药物发挥了重要作用。 1损伤模型 1.1前脑胆碱能系统损害模型前脑胆碱能系统损害模型是建立在AD胆碱功能障碍假说的基础上。前脑胆碱能系统与学习记忆和认知功能有着密切的联系,因此前脑胆碱能系统的损害导致AD患者的学习记忆和认识功能的损害旧J。1.1.1乙酰胆碱M受体阻断剂所致的动物模型给大鼠腹腔注射胆碱能拮抗剂(如东筐菪碱、樟柳碱等),可阻断大脑皮层中的乙酰胆碱受体的结合位点,从而引起胆碱能系统功能障碍。该类药能特异性阻滞信息由第一级向第二级的传递过程从而干扰了获得新近信息(近期记忆)的能力¨J。评价:乙酰胆碱M受体阻断剂动物模型可造成认知障碍,但缺乏AD特殊病理生理所必需的特征,且主要是可逆性阻断突触后的乙酰胆碱M受体,而AD是一种进行性不可逆的神经性疾病,突触后乙酰月H碱M受体并无明显减少,因此,只是模拟了AD的部分特征。同时,应注意乙酰胆碱M受体阻断剂东茛菪碱慢性给药对大鼠学习记忆能力有一定损害,但对长时记忆和海马神经元结构无明显影响H-。 1.1.2兴奋性毒素所致的动物模型使用兴奋性神经毒素氨基酸,如红藻氨酸(KA)、鹅膏罩氨酸(IBO)、使君子氨酸(QUIS)、N一甲基一D一天门冬氨酸(NMDA)等注入大鼠Meynert可造成动物一系列类似AD的行为改变。兴奋性神经毒素氨基酸有强烈的神经毒性作用,通过与神经元胞体或树突上的NMDA受体结合,使神经元中毒损伤而溃变。兴奋性神经毒素氨基酸可使大脑皮层和海马M受体结合量下降,突触数量减少,胆碱能的标志酶含量下降,学习记忆能力减退。评价:该模型模拟了与学习记忆有关的胆碱能神经系统损害的信息,但无神经炎斑块及NFrr的组织病理学改变且神经毒氨基酸对乙酰胆碱系统的损伤可逆转。同时应注意兴奋性神经毒素氨基酸对非胆碱能神经元也有影响。 1.1.3选择性胆碱能神经毒素所致的动物模型向大鼠脑室注射特异性的胆碱毒1一乙基一1一(2一羟乙基)一氯化氮丙啶(AF64A),大鼠会出现胆碱能系统和记忆功能损害。AF64A,1一乙基一1一(2一羟乙基)一氯化氮丙啶是一种胆碱能神经元特异性的突触前损伤神经毒素。其结构与胆碱相似,能选择性地作用于高亲和力胆碱转运(HAChT)系统,同时在其体内积聚部位产牛毒素作用。评价:该模型可以模拟大脑皮层、海马等脑区胆碱能神经系统损害和记忆认知行为的改变,但不能形成AB沉积、NFTs等组织病理学改变№J。1.1.4免疫毒素所致的动物模型向大鼠脑内Meynert注射免疫毒素1921lgG—Saporin(由低亲和性神经牛长因子(NGF)受体的单克隆抗体IgG与同样带有NGF受体的细胞 ?基金项目:吉首大学大学生研究性学习与创新性实验项目(教通[2008]22号)万方数据

Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠模型脑杏仁核分布的比较研究

2014年10月第37卷第5期 湖南师范大学自然科学学报 JournalofNaturalScienceofHunanNormalUniversity Vol.37 No.5 Oct.,2014Aβ在两种阿尔茨海默病转基因小鼠 模型脑杏仁核分布的比较研究 周 奕1,邓志伟1,艾卫敏2,朱耀峰3,张剑峰4,卢 璨4,雷德亮5倡 (1.长沙卫生职业学院基础学科部,中国长沙 410100;2.湘潭职业技术学院护理学院,中国湘潭 411012; 3.吉首大学医学院,中国吉首 416000;4.中南大学湘雅医学院,中国长沙 410013; 5.中南大学基础医学院,中国长沙 410013) 摘 要 目的:比较研究Aβ在两种AD转基因小鼠模型脑杏仁核分布的差异.方法:采用18月龄雄性APP/PSl双转基因(2×Tg-AD)小鼠与同龄同性别APP/PSl/tau三转基因(3×Tg-AD)小鼠,分别进行6E10单克隆抗体免疫组化染色等方法显示Aβ阳性神经元及斑块,观察其分布与形态等的差异,图像分析系统定量比较其量的变化.结果:在杏仁核2×Tg-AD组Aβ阳性产物主要位于细胞外成为细胞外Aβ(eAβ),形成大量的Aβ阳性斑,Aβ阳性神经元少;而3×Tg-AD组Aβ阳性产物主要位于神经元细胞内,成为细胞内Aβ(iAβ),但Aβ阳性斑少见.结论:2×Tg-AD组与3×Tg-AD组Aβ阳性产物在杏仁核分布的差异可能反映了两种AD小鼠模型神经病理等改变的 不同. 关键词 阿尔茨海默病;转基因小鼠;β淀粉样蛋白;杏仁核 中图分类号 R749畅16 文献标识码 A 文章编号 1000-2537(2014)05-0026-05 ComparativeStudyontheDistributionofAβinAmygdaleof TwoTransgenicMiceModelsofAlzheimer摧sDisease ZHOUYi1,DENGZhi-wei1,AIWei-min2,ZHUYao-feng3,ZHANGJian-feng4,LUCan4,LEIDe-liang5倡(1.BasicMedicalDepartment,ChangshaHealthVocationalCollege,Changsha410100,China; 2.SchoolofNursing,XiangtanVocationalandTechnicalCollege,Xiangtan411012,China; 3.MedicineSchoolofJishouUniversity,Jishou416000,China; 4.XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Changsha410013,China; 5.BasicSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Changsha410013,China)Abstract Objective:TocomparethedistributionandmorphologicalfeaturesofAβimmunoreactiveproductsintheamygdaleoftwotransgenicmicemodelsofAlzheimer摧sdisease.Methods:18-month-oldAPP/PSl(2×Tg-AD)andtheage-matchedmalemiceofAPP/PSl/tau(3×Tg-AD)wereusedinthisexperiment.6E10immunohis-tochemicalstainingwasusedtoshowthedistributionandmorphologicalfeaturesofAβimmunoreactiveproducts,andquantitativeanalysisweremadeonthedifferenceoftheproductsbyanimageanalysissystem.Results:ThedepositionofAβintheamygdalaof2×Tg-ADwasmainlyseenasextracellularAβ(eAβ),andformedalotofpositiveplaques;thepositiveproductsweredistributedasintracellularlyAβ(iAβ)forthe3×Tg-AD,buttheAβpositiveplaqueswererarelyseen.Conclusion:ThedifferenceofAβpositiveproductsdistributionbetweenthe2×Tg-ADand3×Tg-ADislikelytoberelatedtothedifferenceofneuropathologicalchangesofthesetwoADmodels.Keywords AD;transgenicmice;Aβ;amygdale 倡 收稿日期:2014-05-08  基金项目:湖南省卫生厅科研基金课题资助项目(B2014-151);湖南省教育厅科学研究资助项目(14C0091);米塔尔学生创新资助项目(10MX19);长沙市2013年度指导性科技计划资助项目(K13ZD046-33)倡通讯作者,E-mail:delianglei@csu.edu.cn

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