Postęp badań zespołów choroby Alzheimera w połączeniu z modelami zwierzęcych
Feb 11, 2025
Abstrakcyjny Choroba Alzheimera (AD)jest częstą chorobą neurodegeneracyjną. Tradycyjna medycyna chińska jest skuteczna w leczeniu AD. Połączenie choroby i zespołu z modelem zwierząt jest podstawą i przesłanką powiązanych badań. W niniejszym artykule podsumowano badania nad nietransgenicznymi modelami zwierząt AD oraz połączonych modeli zwierzęcych AD i zespołów. Stwierdzono, że istnieje osiem popularnych nietransgenicznych modeli zwierzęcych AD, w tym typ starzenia (naturalny typ starzenia, typ szybkiego starzenia, rodzaj starzenia się) i rodzaj uszkodzenia indukowanego przez wstrzyknięcie (model zwierząt, typ uszkodzenia, model uszkodzenia układu cholinergicznego, model neuroinfamlacji i model indukcji trucizny aluminium). Zespoły AD w połączeniu z modelami zwierzęcych obejmują niedobór nerek/niedobór nerek/niedobór nerek Pusta, pusta, zablokowanie zabezpieczeń blokujących z zakrętu, zabezpieczenia blokujące zastoju, blokowanie zastoju, depresję wątroby i ciepło stagnacji płynu w fleganie. W niniejszym artykule przeglądane są zalety i wady każdej metody replikacji modelu, w celu zapewnienia referencji i wsparcia dla przyszłych badań chorób reklam i zespołu w połączeniu z modelami zwierzęcych.
Słowa kluczowe choroba Alzheimera; Model zwierzęcy;Połączenie choroby i zespołu;Postęp badań
Choroba Alzheimera (AD)jest chorobą neurodegeneracyjną ściśle związaną ze starzeniem się, charakteryzującym się postępującym upośledzeniem poznawczym i pamięci [1]. Częstość występowania AD wzrasta wraz z wiekiem. AD jest najczęstszą przyczyną demencji, co stanowi 60% do 70% przypadków demencji [2]. W moim kraju jest prawie 15,07 miliona pacjentów z demencją, z czego około 9,83 miliona to pacjenci z AD [3]. Choroba ma podstępny początek i charakteryzuje się ciągłym postępem, który poważnie wpływa na jakość życia pacjenta i nakłada ogromne obciążenie ekonomiczne dla rodziny i społeczeństwa pacjenta [4].
Eksperymenty na zwierzętach są ważną siłą napędową rozwoju medycyny i pomostu między medycyną podstawową a kliniczną. Ustanowienie prawidłowego modelu zwierząt jest niezbędną podstawą eksperymentalną i warunek wstępny do przeprowadzania eksperymentów na zwierzętach. Obecnie powszechnie stosowane modele zwierząt AD są z grubsza podzielone na cztery typy: „Typ starzenia, typ indukowany wtryskiem, typ transgeniczny i łączny typ” [5].
Nowe ziołowe suplementy Cistanche do choroby antyalzheimera (reklama
Model zwierząt syndromu choroby jest produktem pochodnym opracowanym pod kierunkiem połączenia pomysłów tradycyjnego różnicowania medycyny chińskiej i współczesnych teorii medycznych. Charakterystyką modelu jest to, że replikuje to same lub podobne czynniki, co choroby ludzkie i zespoły u zwierząt, jednocześnie symulując informacje związane z „chorobą” i „zespołem”. Jest to bardziej przekonujące niż modele zwierzęce prostego „choroby” lub prostego „zespołu” [6]. W celu dalszego zbadania mechanizmu działania tradycyjnej medycyny chińskiej w leczeniu AD i oceny skuteczności tradycyjnej medycyny chińskiej, ustanowienie znormalizowanego modelu zwierząt połączonego z syndromem choroby jest ważnym sposobem promowania modernizacji tradycyjnej medycyny chińskiej i ma ogromne znaczenie [7]. Dlatego w tym artykule systematycznie dokonuje przeglądu metod przygotowywania typowych nietransgenicznych modeli zwierząt reklamowych oraz ich odpowiednich zalet i wad. Na tej podstawie podsumowuje istniejące połączone modele zwierzęcych z syndromem choroby AD i podsumowuje ich metody konstrukcyjne, modele oceny itp., W celu zapewnienia odniesienia do badań nad połączonymi modelami zwierząt z synderem choroby i zapewnić model zwierzęcych przyszłych badań TCM na temat AD (ryc. 1).
Rycina 1 Ogólny model zwierzęcych AD i model zwierzęcych z syndromem choroby
Tabela 1 Podsumowanie cech nietransgenicznych modeli AD Animal
1.1 Modele zwierzęce starzejącej się reklamy
AD jest chorobą neurodegeneracyjną ściśle związaną ze starzeniem się. Doskonałe znaczenie ma skonstruowanie modelu zwierzęcego, który jest podobny do starzenia się i zgodny z objawami klinicznymi pacjentów starszych w celu dalszego badania starzenia się. Obecnie wspólne starzejące się modele zwierząt AD obejmują trzy typy: „Naturalny rodzaj starzenia się, typ szybkiego starzenia się i indukowane typu starzenia”.
1.1.1 Naturalny typ starzenia
AD jest powszechne u osób w wieku powyżej 65 lat [21]. Naturalne modele starzenia zwykle używają myszy i szczurów. Wiek myszy w wieku wynosi od 12 do 20 miesięcy, wiek wczesnych szczurów wynosi od 21 do 26 miesięcy [22], a wiek szczurów późnych stagów wynosi od 30 do 32 miesięcy [23]. Model naturalnego starzenia pokazuje spadek zdolności uczenia się i pamięci, któremu towarzyszy atrofia neuronów mózgu, co jest zgodne z objawami klinicznymi pacjentów starszych [5]. W porównaniu z naczelnymi nie-ludzkimi eksperymenty gryzoni mają krótszy cykl eksperymentalny, są stosunkowo ekonomiczne i oszczędzają czas i wysiłek [8]. Wadą jest to, że naturalnie starzejące się modele zwierzęce nie mogą symulować wszystkich objawów AD i są podatne na śmierć podczas eksperymentu. Na przykład Lu Xia i in. [9] stwierdził białko tau o wysokiej masie cząsteczkowej w materii szarej, istocie białej i rdzeniu kręgowym szczurów w wieku powyżej 24 miesięcy. Stwierdzili również, że zawartość średniej masy cząsteczkowej tau w materii szarej i białej materii tych szczurów była znacznie wyższa niż w grupie dorosłych, co może być kompensacyjną odpowiedzią na proces starzenia. Gao Lin i in. [10] stwierdził, że zdolność pamięci starszych szczurów (w wieku powyżej 12 miesięcy) została upośledzona, a duża ilość 1-42 osadzono w hipokampie, któremu towarzyszy skurcz lub utrata neuronów i infiltrację komórek glialowych.
1.1.2 Rodzaj szybkiego starzenia się
Przyspieszona mysz (SAM) pochodzi z inbreedowania myszy AKR/J i jest podzielona na dziewięć podłoża. Wśród nich SAMP8 jest powszechnie rozpoznawalnym modelem starzenia. Jego tkanka mózgowa zawiera dużą ilość osadzonego amyloidu -białka (A), co wskazuje, że model SAMP8 ma charakterystykę podobną do głównych zmian patologicznych AD. Dlatego jest to stosunkowo dojrzały model badania AD [24] i jest często stosowany w badaniu deficytów uczenia się i pamięci oraz mechanizmów związanych z starzeniem [25-26]. Myszy SAMP8 wykazywały oznaki starzenia, takie jak wypadanie włosów w wieku 4 miesięcy. W wieku 5 miesięcy w myszy zaobserwowano zmniejszenie liczby neuronów, nieprawidłowego metabolizmu neuroprzekaźnika i atrofia komórek nerwowych. Jednocześnie nastąpiły zmiany takie jak zmniejszone uczenie się i zdolność pamięci oraz zaburzenia poznawcze. W wieku 8 miesięcy pojawiły się zmiany w dendrytach, synapsach i neuronach, które były zgodne z cechami klinicznymi i zmianami neuropatologicznymi pacjentów z AD. Jednak jego krótki cykl życia, wysoka cena i złożone mechanizmy sprawiają, że nie nadaje się do długoterminowych badań i badań jednoosobowych.
Badania mechanizmu [27-28]. Zan Shujie i in. [11] stwierdził, że myszy SAMP8 wykazywały oznaki upośledzonej zdolności uczenia się przestrzennego i pamięci krótkoterminowej w wieku 4 miesięcy, a ekspresja 1-42 w hipokampie została znacznie zwiększona. Duan Liqi i in. [29] ustalił model szybkiego starzejącego się myszy SAMP8 i stwierdził, że podawanie wywaru ksixiny poprawiło ich zdolności uczenia się przestrzennego i pamięci oraz zmniejszyło wytwarzanie i osadzanie 1-42 w tkankach hipokampa i okrężnicy.
1.1.3 Indukowane starzenie się
Indukowany typ starzenia jest modelem AD Animal, w którym zaburzenia metaboliczne są indukowane przez podskórne lub dootrzewnowe wstrzyknięcie d-galaktozy (D-GAL) w celu wywołania starzenia. Ta metoda modelowania ma zalety niskich kosztów eksperymentalnych, stabilnych wyników eksperymentalnych, prostej metody modelowania, krótkiego czasu modelowania i wysokiej powtarzalności, i była szeroko stosowana przez uczonych w kraju i za granicą [30]. Na przykład Yu i in. [31] zastosowali model starzejącego się szczura indukowanego przez D-GAL i stwierdził, że opóźnienie ucieczki modelowych szczurów było przedłużone, a czas pozostawania w docelowym kwadrancie został zmniejszony po badaniu labiryntu wody Morris. Oprócz powyższych zalet zastosowanie D-GAL do konstruowania starzejącego się modelu AD nadal ma wady długiego cyklu modelowania, zwierzęta bardzo prawdopodobne jest, że podczas modelowania nie ma innych chorób lub umierają, i nie ma charakterystycznej patologii związanej z AD, taką jak osadzanie się w tkance mózgu [32]. Dlatego często stosuje się go do ustalenia modelu złożonego i skonstruowania modelu AD Animal wraz z innymi metodami indukcyjnymi. Na przykład Qu Yan i in. [12] ustalił model AD, łącząc podskórne wstrzyknięcie D-GAL z wstrzyknięciem oligomerów 1-42 do hipokampa. Wyniki wykazały, że modelowe myszy wykazały zachowania podobne do lęku i upośledzenie przestrzennej pamięci uczenia się i pamięci epizodycznej. Ponadto istnieją również metody modelowania kompozytowego, takie jak D-GAL w połączeniu z oligomerami, D-GAL w połączeniu z chlorkiem glinu (ALCL3) i D-GAL w połączeniu z azotynem sodu [33], które mogą przezwyciężyć ograniczenia jednego modelu, który nie może symulować wszystkich patologicznych objawów AD.
1.2 Model AD INCECTION INCECTION AD ARD
Etiologia i patogeneza AD są stosunkowo złożone. W oparciu o inną patogenezę zaproponowano kilka hipotez, w tym hipotezę A, nieprawidłową fosforylację hipotezy białka tau, hipotezę cholinergiczną, hipotezę uszkodzenia zapalnego i hipotezę zatrucia glinu [34]. Na podstawie pełnego zrozumienia etiologii i patogenezy AD ustanowienie modelu zwierząt AD, który jest ściśle związany z hipotezą choroby, ma ogromne znaczenie dla oceny leczenia i najnowocześniejszych badań AD.
1.2.1 Model zwierząt wtrystyczny
Patogeneza AD jest złożona i obejmuje wiele czynników patogennych, w tym hipoteza A zajmuje dominującą pozycję wśród obecnych hipotez [35]. Odkładanie A może wywołać reakcję kaskadową, promować strukturalną zwyrodnienie sieci neuronalnych, indukuje uszkodzenie synaptyczne i utratę neuronów oraz powodować nieodwracalną atrofię neuronalną i neurodegenerację w mózgu, który jest kluczowym czynnikiem powodującym AD [36]. Model AD indukowany przez A głównie obejmuje wtryskiwanie fragmentów do określonych obszarów mózgu zwierząt w celu wywołania osadzania. Powszechnie wstrzyknięte regiony mózgu obejmują hipokamp i komory boczne. Na przykład Zhang Jingfan i in. [13] powtórzył model AD szczura poprzez wstrzyknięcie 5 μl rozwiązania 1-42 (10 ug) do dwustronnego hipokampa szczurów. Po replikacji wyniki testu labiryntu Water Morris wykazały, że opóźnienie ucieczki modelowych szczurów było znacznie przedłużone w porównaniu z grupą pustą, a liczba przypadków przekraczania platformy i czas spędzony w kwadrancie platformy został znacznie zmniejszony;
W tym samym czasie barwienie hematoksyliną-eozyną (HE) ujawniło, że liczba neuronów w replikowanych modelowych szczurach została zmniejszona, a niektóre jądra komórkowe wykazywały skurcz; Duża liczba komórek dodatnich zaobserwowano również w regionie CA1 hipokampa. Powyższe wyniki badań sugerują, że wstrzyknięcie 1-42 może spowodować osadzanie, uszkodzenie neuronów hipokampa oraz upośledzone zdolności uczenia się i pamięci u szczurów. Model indukowany A jest ostrym urazem, który może szybko wytworzyć model patologiczny AD. Powtarzające się zastrzyki są wymagane do osiągnięcia stabilności. Ponadto niewłaściwe wstrzyknięcie może z łatwością prowadzić do akumulacji w miejscu wstrzyknięcia, co powoduje nadmierne lokalne stężenia i uszkodzenia lokalne.
1.2.2 Uszkodzenie białka Tau
Białko Tau, hiperfosforylowana tubulina, odgrywa ważną rolę w apoptozie neuronalnej AD. Nieprawidłowa hipoteza fosforylacji białka tau utrzymuje, że nadfosforylowane białko tau traci zdolność do wiązania się z mikrotubulami i traci pierwotną funkcję. Nadmierne agregaty białka tau w komórkach w postaci podwójnych helekowych włókien, prostych włókien i splątanych szkieletów w celu utworzenia wewnątrzkomórkowych splątek neurofibrylarnych (NFT), które ostatecznie prowadzą do zwyrodnienia neuronalnego i śmierci, tworząc w ten sposób AD [37]. Wstrzyknięcie śródmózgowe białka tau może wytwarzać struktury podobne do NFTS i przyspieszyć tworzenie powiązanych cech patologicznych u myszy modelowych [38-39]. Zalety i wady wstrzykiwania białka tau do powtórzenia modelu AD są takie same jak zalety wstrzyknięcia a. Ponadto obecnie stosuje się śródmózgowe wstrzyknięcie inhibitorów kwasu fosfatydowego, takich jak kwas okadainowy, co może również prowadzić do hiperfosforylacji białka tau. Hiperfosforylowane białko tau jest obecne w NFT w neuronach, co jest ważną cechą patologiczną AD [40]. Ta metoda modelowania ma charakterystykę prostego działania, niskiego kosztu i krótkiego cyklu modelowania [41], ale w modelu brakuje zmian amyloidowych.
Na przykład çakır i in. [14] wstrzyknął kwas okada do obustronnej komory szczurów w celu powtórzenia modelu AD. Wyniki wykazały, że poziomy kaspazy -3, fosforylowanego-tau- (ser396), A, czynnik martwicy nowotworów- (TNF-) i interleukina -1 (IL -1) w korze mózgowej i hipokampie Ca3 wzrosły. Eksperyment Morris Water Maze wykazał, że wstrzyknięcie kwasu okadaicznego zaburzyło zdolność pamięci przestrzennej szczurów.
1.2.3 Model uszkodzenia układu cholinergicznego
System cholinergiczny jest odpowiedzialny za regulację zdolności uczenia się i pamięci ciała, a występowanie i rozwój AD są ściśle związane z nieprawidłowościami w tym systemie. Powszechnie stosowane środki chemiczne, które uszkadzają układ cholinergiczny, obejmują kolchicynę i skopolaminę. Model ten nie ma typowych patologicznych cech AD, a niektóre środki chemiczne, które uszkadzają układ cholinergiczny, mają odwracalne skutki, co jest niezgodne z nieodwracalnym uszkodzeniem neurologicznym AD [42]. Kolchicyna jest alkaloidem pochodzącym z nasion rośliny Colchicum. Wstrzyknięcie śródmózgową kolchicyny może powodować postępujące zaburzenia pamięci i neurodegenerację u szczurów, co jest charakterystyczne dla sporadycznego modelu AD [43]. Lakshmisha i in. [15] zastosowali kolchicynę do indukcji modelu adwokackiego do oceny wpływu resweratrolu i resweratrolu w połączeniu z donpezilem na liczbową ekspresję mikrogleju i astrocytów w płaszczu czołowym i hipokampie modelowych szczurów. Wyniki wykazały, że liczba mikrogleju u szczurów modelowych AD była znacznie zwiększona. Sil i in. [16] stwierdził, że śródmózgowe wstrzyknięcie kolchicyny może wywoływać mózg
Zwyrodnienie neuronów koni i odpowiedź neuroinomalna, a wzrost degeneracji neuronalnej jest zgodny ze wzrostem odpowiedzi neuroinomalnej w tym obszarze, co sugeruje, że ten model szczur może służyć jako sporadyczny model AD.
Hipoteza cholinergiczna utrzymuje, że niedobór cholinergiczny spowodowany utratą komórek cholinergicznych i redukcja acetylocholiny (ACH) jest ważną przyczyną wczesnej AD [44-45]. Scopolamina jest antagonistą receptora cholinergicznego M, który może przekroczyć barierę krew-mózg, aby dotrzeć do centrum nerwu i wiązać się z receptorami M w ośrodkowym układzie nerwowym, blokując w ten sposób wiązanie receptorów z achem, hamując funkcję ośrodkowego układu nerwowego, powodując zaburzenia cholinergiczne, i ostatecznie prowadząc do przejawu, takim jak uczenie się i pamięć [{2 {2}. Scopolamina jest jedną z najczęściej stosowanych metod ustanawiania modeli AD. Może hamować uczenie się i pamięć w krótkim okresie, ale jego efekt jest nieselektywny i nie może dokładnie zidentyfikować typu receptora w określonym regionie mózgu. Brakuje również charakterystycznych zmian patologicznych AD, takich jak hiperfosforylacja białka tau i osadzanie [48]. Yerraguravagari i in. [17] zastosowali skopolaminę do powtórzenia modelu RAT AD z uczeniem się i upośledzeniem pamięci i stwierdził, że zdolności uczenia się i pamięci replikowanych szczurów modelowych zostały znacznie zmniejszone, poziomy cholinoesterazy zostały znacznie zwiększone, a czynnik neurotroficzny pochodzący z mózgu (BDNF). Oprócz dwóch środków chemicznych, które uszkadzają wspomniany powyżej układ cholinergiczny, kilku badaczy użyło immunotoksyny 192- igg-saporyny do ustalenia modelu AD uszkodzenia układu cholinergicznego [49].
1.2.4 Model neuroinfamlacji
Obecnie coraz więcej badań wykazało, że zapalenie neuroinów odgrywa również kluczową rolę w występowaniu i rozwoju innych chorób zwyrodnieniowych, takich jak AD [2,50]. Model AD z neuroinflammacją oparty jest głównie na modelu komórkowym. Mikrogleju i astrocyty są ważnymi mediatorami neuroinfamlacji. Aktywacja i proliferacja tych dwóch komórek występują przed utworzeniem A i NFT [51]. Model neuroinfamlacji AD jest indukowany głównie przez lipopolisacharyd (LPS) i streptozocynę (STZ). LPS jest klasycznym środkiem zapalnym i składnikiem zewnętrznej ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych [52-53]. Jeśli LPS dostaje się do ludzkiego ciała lub mózgu, powoduje zapalenie i działa jako endotoksyna, promując w ten sposób patologię amyloidu, patologię tau i aktywację mikrogleju, prowadząc do neurodegeneracji w AD [54].
Xie i in. [18] ustalił model neuroinfamlacji poprzez dootrzewnowe wstrzyknięcie LPS. Wyniki wykazały, że mikroglej w tkance mózgu modelowych szczurów został aktywowany, a poziomy IL -1, TNF- i IL -6 w tkance mózgowej zostały zwiększone, co wskazuje, że model neuroinflamowy został pomyślnie odtworzony. Spontaniczna aktywność, nowatorskie rozpoznawanie obiektów i eksperymenty Morris Water Maze wykazały, że modelowe szczury miały upośledzenie zdolności uczenia się i pamięci.
STZ jest pochodną nitrosourea. Niska dawka wstrzyknięta STZ może zakłócić homeostazę sygnalizacji insuliny w mózgu, prowadząc do zaburzeń metabolizmu energii, osadzania w mózgu, hiperfosforylacji tau [55] i neuroinflamowania [56], które są zmianami patologicznymi podobnymi do Sporadycznej AD. Może również powodować upośledzone zdolności uczenia się i pamięci oraz upośledzenie poznawcze [57]. Wykazano, że model AD indukowany przez iniekcję śródmózgową STZ zwiększa poziomy czynników prozapalnych, takich jak TNF-, IL -1 i IL -6 w mózgu [58], i reguluje czynnik jądrowy κB (NF-κB) [59]. Jednak ta metoda modelowania ma również niedociągnięcia, takie jak niestabilne wskaźnik powodzenia modelowania i wysoki wskaźnik śmiertelności podczas modelowania [60]. Gáll i in. [19]
W 2015 r. Objawy podobne do AD indukowano u szczurów Wistar przez iniekcję STZ śródmózgową. Wyniki testów otwartego pola, nowatorskiego rozpoznawania obiektów i promieniowych testów labiryntu ramienia wykazały, że modelowe szczury wykazały spadek behawioralny poznawczy i znaczny wzrost poziomu astrocytów w hipokampie.
1.2.5 Model indukcji zatrucia aluminium
„Hipoteza zatrucia glinu” utrzymuje, że aluminium jest neurotoksyczne i może uszkodzić neurony po wejściu do mózgu, jednocześnie zmniejszając funkcję cholinergicznego układu nerwowego oraz zdolności uczenia się i pamięci [61]. Ponadto aluminium może polimeryzować z A w mózgu, wytwarzając w ten sposób dużą liczbę wolnych rodników tlenu, promując peroksydację lipidów, prowadząc do uszkodzenia błony neuronów hipokampa i powodując dysfunkcję poznawczą [62]. Modele zatrucia glinu są zwykle ustalane przez wewnątrzczaszkowe lub podskórne wstrzyknięcie Alcl3 u szczurów. Istnieje również kilka badań, które symulują modele zatrucia glinu przez doustne podawanie ALCL3. Ten model jest łatwy do wykonania, tani, ma wysoki wskaźnik sukcesu i niski wskaźnik śmiertelności. Ma to również wielką wartość w identyfikowaniu wczesnych markerów diagnostycznych dla AD i dalszych strategii formułowania AD i leczenia AD. Jednak model zatrucia glinu może wykazywać jedynie jedną patologiczną cechę AD i zwykle należy go połączyć z innymi metodami modelowania, aby przyspieszyć tworzenie patologii AD. Na przykład Cheng Houzhi i in. [20] karmił szczury ALCL3 przez 3 kolejne miesiące. Wyniki eksperymentu nawigacji Morris Water Maze wykazały, że modelowe szczury miały słabą trajektorię ruchu i odchylone od platformy, co wskazuje, że przewlekły model zatrucia aluminium ma toksyczny wpływ na ciało i może powodować objawy, takie jak zmniejszone uczenie się i funkcja pamięci oraz zaburzenia poznawcze.
