動(dòng)物的選擇

目前，用于制備AＤ模型的動(dòng)物包括黑腹果蠅、秀麗隱桿線蟲(chóng)、斑馬魚、小鼠、大鼠、犬、恒河猴和黑猩猩等。

造模方法

由于阿爾茨海默病發(fā)病機(jī)制尚不明確，學(xué)者圍繞ＡＤ患者臨床表現(xiàn)出的衰老特征和該疾病所特有的病理特征來(lái)進(jìn)行合理推測(cè)并提出了眾多發(fā)病假說(shuō)，ＡＤ模型的構(gòu)建思路即是以各種假說(shuō)為依據(jù)的。目前尚未真正模擬出與ＡＤ患者所有病理特征完全相符的模型，一方面，阿爾茨海默病的病理特征呈現(xiàn)出多樣性特點(diǎn)；另一方面，動(dòng)物和人類在生理上相似度雖然很高，但二者之間仍存在著一些差異。此外，動(dòng)物模型設(shè)計(jì)的充分性、合理性會(huì)極大程度的影響受試藥物效應(yīng)的可靠性，進(jìn)而影響將科學(xué)研究成果應(yīng)用于臨床。因此，選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型是解決這一難題的前提條件。目前，可用的ＡＤ動(dòng)物模型包括：自然動(dòng)物模型、人工干預(yù)動(dòng)物模型、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型。

一、自然動(dòng)物模型

1.1 自然衰老模型

該模型不需要干預(yù)因素，可自發(fā)形成，模型動(dòng)物的老化癥狀與ＡＤ患者相似。但此類動(dòng)物不會(huì)自發(fā)地形成ＡD典型的病理特征（如淀粉樣蛋白沉積），可以用于開(kāi)展生理性老化與ＡＤ之間關(guān)系的相關(guān)研究。常用的衰老動(dòng)物為小鼠和大鼠，小鼠衰老期在12～24月齡，大鼠衰老期在21～32月齡。但是，由于造模周期較為漫長(zhǎng)，受試動(dòng)物很可能會(huì)在衰老過(guò)程中變生其他疾病或死亡，導(dǎo)致動(dòng)物個(gè)體之間差異性增大或組內(nèi)動(dòng)物數(shù)量減少，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

1.2快速衰老模型

此模型最早由日本京都大學(xué)Ｔａｋｅｄａ 等培育出來(lái)，并將其命名為快速老化小鼠（ sｅｎｅｓｃｅｎｃｅ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｍｏｕｓｅ， ＳＡＭ） ， 包括快速衰老系Ｐ系（ＳＡＭＰ）和正常衰老系Ｒ系（SＡＭＲ）。Ｐ系小鼠的衰老進(jìn)程明顯加快，可作為研究衰老相關(guān)機(jī)制實(shí)驗(yàn)的受試動(dòng)物。Ｒ系保留了動(dòng)物的正常衰老特性，可作為Ｐ系實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的對(duì)照樣本。ＳＡＭＰ系小鼠可表現(xiàn)出 ＡＤ特有的Ａβ 聚集、tau蛋白異常過(guò)度磷酸化、神經(jīng)元丟失等病理改變 。ＳＡＭＰ系當(dāng)中的ＳＡＭＰ８小鼠由于老化迅速和ＡD病理特征性改變發(fā)生早的特點(diǎn)，受到很多研究者的青睞，是較為理想的動(dòng)物模型。

二、人工干預(yù)模型

2.1物理干預(yù)模型

（１）膽堿能損傷模型

膽堿能損傷假說(shuō)認(rèn)為，ＡＤ 癡呆的嚴(yán)重程度與膽堿能神經(jīng)元喪失的程度呈正相關(guān)性。并且認(rèn)知功能的正常與否依賴于足夠的膽堿能神經(jīng)傳遞，乙酰膽堿作為重要的神經(jīng)遞質(zhì)之一，其在腦內(nèi)神經(jīng)元含量的減少，會(huì)引起認(rèn)知和記憶能力的下降。一方面，在ＡＤ患者大腦中存在著廣泛的神經(jīng)元和突觸缺陷，其中基底前腦神經(jīng)元的退化在很大程度上影響了神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的有效性，從而導(dǎo)致ＡＤ認(rèn)知能力的下降。另一方面，乙酰膽堿脂酶活性增強(qiáng)，加速乙酰膽堿的分解，并且膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性降低導(dǎo)致乙酰膽堿合成減少，更加劇了乙酰膽堿的匱乏程度，導(dǎo)致神經(jīng)元之間的傳遞障礙，最終發(fā)展為ＡＤ。

本方法通過(guò)手術(shù)損傷海馬傘的方法，造成動(dòng)物膽堿能系統(tǒng)損壞、動(dòng)物空間定向困難和記憶缺陷，進(jìn)而制備膽堿能損傷模型。

（２）頸總動(dòng)脈結(jié)扎模型

研究表明，老年人腦血流量減少、血流減慢，腦部神經(jīng)元長(zhǎng)期處于慢性缺血缺氧狀態(tài)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，出現(xiàn)認(rèn)知記憶障礙等ＡＤ 病理特征表現(xiàn)。

通過(guò)結(jié)扎受試動(dòng)物頸總動(dòng)脈來(lái)建立ＡＤ模型，包括單側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎法、雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎法，另有一側(cè)頸總動(dòng)脈閉塞一側(cè)頸總動(dòng)脈的狹窄法、雙側(cè)頸總動(dòng)脈狹窄法、不對(duì)稱雙側(cè)頸動(dòng)脈狹窄法。此模型通過(guò)結(jié)扎頸總動(dòng)脈使腦組織處于缺血狀態(tài)，隨后出現(xiàn)空間學(xué)習(xí)記憶障礙。

（３）化學(xué)干預(yù)模型

化學(xué)干預(yù)模型主要以 ＡＤ 疾病發(fā)生病理假說(shuō)為理論基礎(chǔ)，通過(guò)向動(dòng)物腦部特定區(qū)域以及身體各部位（皮下、腹腔等） 注射不同化學(xué)物質(zhì)來(lái)模擬構(gòu)建ＡＤ疾病模型。

2.２Ａβ 注射模型

β－淀粉樣蛋白沉積所形成的老年斑 （ ｓｅｎｉｌｅ ｐｌａｑｕｅｓ，ＳＰ）是 ＡＤ 病理特征主要表現(xiàn)之一。Ａβ 注射模型通過(guò)向腦內(nèi)各區(qū)域注射不同長(zhǎng)度 Ａβ 多肽片段（Ａβ１－４２ 、Ａβ１－４０、Ａβ２５－３５） 來(lái)達(dá)到急性損傷，進(jìn)而模擬構(gòu)建 ＡＤ模型。此模型需要 ３５ ～ ４２ｄ的時(shí)間，影響因素單一，且屬于急性損傷，與ＡＤ慢性起病的特點(diǎn)不符。此外，Ａβ 容易停留聚集在注射部位，而不是像ＡＤ患者腦內(nèi)的彌散狀態(tài)。

２.３鵝膏蕈氨酸注射模型

ＡＤ 病理特征之一表現(xiàn)為明顯的神經(jīng)元缺失，引發(fā)認(rèn)知和記憶的嚴(yán)重障礙。將鵝 膏蕈氨酸（ Ｉｂｏｔｅｎｉｃ ａｃｉｄ，ＩＢＯ ）注入與學(xué)習(xí)記憶強(qiáng)相關(guān)的Ｍｅｙｎｅｒｔ基底核，模型動(dòng)物表現(xiàn)為大腦內(nèi)神經(jīng)元缺失、Ａβ 蛋白沉積和Ｔａｕ蛋白水平增加以及膽堿能系統(tǒng)損壞。另有 Ａβ 結(jié)合ＩＢＯ共同使用來(lái)模擬 ＡＤ模型。

２.４鏈脲菌素注射模型

向動(dòng)物側(cè)腦室注射鏈脲菌素 （ ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ，STZ）來(lái)破壞腦部能量代謝，使動(dòng)物出現(xiàn)相應(yīng)的 Ａβ沉積、tau蛋白高度磷酸化、膽堿能功能異常、氧化應(yīng)激等。

STZ模型與AD許多病理特點(diǎn)相符，但此模型在注射STZ后要等待３個(gè)月后來(lái)觀察AD病理特征，且動(dòng)物死亡率較高。

２.５Ｄ－半乳糖注射模型

Ｄ－半乳糖（ Ｄ?ｇａｌａｃｔｏｓｅ，Ｄ?ｇａｌ）具有還原性，會(huì)引發(fā)動(dòng)物組織的氧化應(yīng)激和炎癥，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)的衰老。通過(guò)皮下注射 Ｄ?ｇａｌ來(lái)建立亞急性衰老模型，導(dǎo)致認(rèn)知和膽堿能功能異常。此模型造模相對(duì)簡(jiǎn)便，但大腦內(nèi)不出現(xiàn) Ａβ 沉積等病理表現(xiàn)。

２.６三氯化鋁注射模型

金屬元素在AD的發(fā)病中占有重要的作用。此模型通過(guò)向小鼠腹腔注射三氯化鋁來(lái)建立空間學(xué)習(xí)記憶損傷模型。腦組織中高濃度的鋁使 Ａβ聚集加快，神經(jīng)元變性壞死，空間學(xué)習(xí)和記憶能力遭到損害。此模型通過(guò)腹腔注射三氯化鋁造成動(dòng)物腦組織中 Ａβ 增多以及神經(jīng)元的變性，進(jìn)而模擬AD病理特征。

２.７岡田酸注射模型

岡田酸（ｏｋａｄａｉｃ ａｃｉｄ，ＯＫＡ）是蛋白磷酸酶選擇抑制劑，在向受試動(dòng)物腦內(nèi)不同位置注射后會(huì)誘導(dǎo)Tau蛋白過(guò)度磷酸化。

模型動(dòng)物在ＯＫＡ注射后可以誘導(dǎo)產(chǎn)生記憶損傷tau磷酸化的增加以及特殊腦區(qū)中的 β－淀粉樣蛋白的形成。

２.８東莨菪堿注射模型

東莨菪堿（ｓｃｏｐｏｌａｍｉｎｅ，ＳＣＯＰ）為膽堿能拮抗劑，腹腔注射后 可出現(xiàn)膽堿功能障礙和氧化應(yīng)激。此模型可以造成動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶障礙，但缺乏tau蛋白過(guò)度磷酸化和Ａβ 沉積等ＡＤ典型的病理改變。

三、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型

AD轉(zhuǎn)基因模型主要包括ＡＰＰ轉(zhuǎn)基因模型、Tau蛋白轉(zhuǎn)基因模型、ＰＳＥＮ１轉(zhuǎn)基因模型、ＡＰＯＥ轉(zhuǎn)基因模型、雙轉(zhuǎn)基因模型以及多轉(zhuǎn)基因模型等。

3.1 ＡＰＰ轉(zhuǎn)基因模型

Ａβ 沉積是 ＡＤ 病理改變的重要特征之一，ＡＰＰ作為 Ａβ 的上游前體蛋白，影響著 Ａβ 的產(chǎn)生。過(guò)量表達(dá)Ａβ 蛋白可以形成 ＳＰ，影響著 ＡＤ 病理過(guò)程的發(fā)展。此模型通過(guò)轉(zhuǎn)染或敲除 ＡＰＰ 基因，促進(jìn)動(dòng)物腦內(nèi) Ａβ 產(chǎn)生，進(jìn)而表現(xiàn)出 Ａβ 沉積的病理特征。但模型動(dòng)物大腦區(qū)域中不會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)纖維纏結(jié)和明顯的神經(jīng)元丟失。

3.2 Tau蛋白轉(zhuǎn)基因模型

Tau蛋白是一種細(xì)胞內(nèi)被用作支架的微管相關(guān)蛋白，可以促進(jìn)微管的聚集。其主要存在于軸突中，但體細(xì)胞和樹(shù)突中也存在Ｔａｕ 蛋白。在病理?xiàng)l件下，Ｔａｕ 過(guò)度翻譯表達(dá)以及異常修飾，尤其是過(guò)度磷酸化修飾，會(huì)影響其與微管結(jié)合的親和力，進(jìn)而導(dǎo)致 Ｔａｕ 聚集性增強(qiáng)和清除率下降。此類模型仿效了 ＡＤ 患者Ｔａｕ 蛋白異常修飾而被廣泛應(yīng)用，但不能用于模擬 ＡＤ 其他病理過(guò)程。

3.3PS轉(zhuǎn)基因模型

位于１４號(hào)染色體上的ＰＳ－１基因和位于１號(hào)染色體上 ＰＳ－２ 基因共同控制著 ＡＰＰ 剪切酶之一的 γ－分泌酶復(fù)合物的形成。ＰＳ基因突變時(shí)會(huì)影響到 γ－分泌酶復(fù)合物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響到下游ＡＰＰ的剪切過(guò)程。ＰＳ１中的突變是家族性 ＡＤ 的最常見(jiàn)原因，但它們不會(huì)在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中形成淀粉樣蛋白斑塊。因此，ＰＳ突變常與ＡＰＰ或其他突變結(jié)合使用，來(lái)加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因后的協(xié)同效應(yīng)。

3.4雙轉(zhuǎn)基因模型

雙轉(zhuǎn)基因模型是在單轉(zhuǎn)基因模型的基礎(chǔ)上結(jié)合另外一種單轉(zhuǎn)基因模型構(gòu)建而成。ＡＰＰ小鼠大腦皮層可形成老年斑，但幾乎觀察不到神經(jīng)纖維纏結(jié)，為解決問(wèn)題，人類的 Ｔａｕ 和 ＰＳ 基因被引入到ＡＰP小鼠當(dāng)中，建立出 ＡＰＰ／Ｔａｕ 雙轉(zhuǎn)基因小鼠。ＡＰＰ／ＰＳ雙轉(zhuǎn)基因小鼠通過(guò)加速表達(dá) Ａβ，實(shí)現(xiàn)更快速且穩(wěn)定地形成 Ａβ 增多、聚集的病理特征表現(xiàn)。但這類模型與 ＡＰＰ 模型一樣，無(wú)法形成 Ｔａｕ 病理。而 ＡＰＰ／Ｔａｕ雙轉(zhuǎn)基因小鼠可同時(shí)出現(xiàn) Ａβ 斑塊沉積和神經(jīng)元纖維纏結(jié)。

3.5多轉(zhuǎn)基因模型

ＡＤ病理存在多種基因缺陷，單轉(zhuǎn)基因模型或雙轉(zhuǎn)基因模型難以完全契合 ＡＤ 的全部病理特征。因此，研究者創(chuàng)建了多轉(zhuǎn)基因模型來(lái)全面模擬 ＡＤ的病理特征。

多轉(zhuǎn)基因模型是根據(jù)需要將三個(gè)或三個(gè)以上易感基因結(jié)合在一起來(lái)建立基因模型。此類模型可以用于測(cè)試 ＡＤ 特定的病理分子機(jī)制或研究候選藥物對(duì)特定病理的作用和療效，也可用于比較兩類轉(zhuǎn)基因模型之間的差異。３ｘＴｇ模型是典型的多轉(zhuǎn)基因模型，同時(shí)具有 ＡＰＰ、ＰＳ１、Ｔａｕ 三個(gè)基因突變。該模型可表現(xiàn)出 Ａβ 沉積形成的斑塊和 ｔａｕ 病理改變，以及神經(jīng)纖維纏結(jié)。

總結(jié)

AD發(fā)病機(jī)制尚不明確，未能形成定論或達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，模擬構(gòu)建出完全符合疾病發(fā)病機(jī)制特點(diǎn)的模型似乎是遙不可及的。此外，ＡＤ 是一種復(fù)雜的慢性神經(jīng)退行性疾病，并且可能是人類所特有的，當(dāng)前單一病因途徑或單一致病因素的觀點(diǎn)限制了ＡＤ在動(dòng)物身上的模擬，以及動(dòng)物模型的發(fā)展。就此，我們一方面需要在３Ｒ原則的指導(dǎo)下嘗試開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類；另一方面則可以從整合醫(yī)學(xué)理念出發(fā)，從整體和宏觀角度綜合判別疾病發(fā)生機(jī)制和多靶點(diǎn)治療途徑，以擬定更加完善且符合疾病本質(zhì)的研究方案和治療手段。