Vývoj výzkumu syndromů Alzheimerovy choroby v kombinaci se zvířecími modely
Feb 11, 2025
Abstraktní Alzheimerova choroba (AD)je běžné neurodegenerativní onemocnění. Tradiční čínská medicína je účinná při léčbě AD. Kombinace onemocnění a syndromu se zvířecím modelem je základem a předpokladem souvisejícího výzkumu. V tomto článku jsou shrnuty studie o netransgenních modelech AD zvířecích zvířat a onemocnění AD a syndromu kombinované zvířecí modely. Bylo zjištěno, že existuje osm běžných netransgenních modelů AD zvířat, včetně typu stárnutí (typ přirozeného stárnutí, typu rychlého stárnutí, indukovaného typu stárnutí) a injekční indukovaný typ poškození (injekční zvířecí model, typ poškození tau, modelu poškození cholinergního systému, model neuroinflammací a hliníkového otvoru). AD syndromy kombinované se zvířecími modely zahrnují nedostatek ledvin/nedostatek ledvin/nedostatek ledvin PULP prázdný, hřbitovkový zákal blokující otvor, krevní stáza blokující kolaterály, propojení stázy hřiště, deprese jater a teplé stagnační teplo. V tomto článku jsou přezkoumány výhody a nevýhody každé metody replikace modelu, aby bylo možné poskytnout referenční a podporu pro budoucí studium onemocnění a syndromu AD v kombinaci se zvířecími modely.
Klíčová slova Alzheimerova choroba;; zvířecí model;kombinace nemoci a syndromu;pokrok výzkumu
Alzheimerova choroba (AD)je neurodegenerativní onemocnění úzce související se stárnutím, charakterizovaným progresivním kognitivním a poruchou paměti [1]. Výskyt AD se zvyšuje s věkem. AD je nejčastější příčinou demence, což představuje 60% až 70% případů demence [2]. V mé zemi je téměř 15,07 milionu pacientů s demencí, z nichž přibližně 9,83 milionu jsou AD pacienti [3]. Tato nemoc má zákeřný nástup a je charakterizována nepřetržitým progresí, která vážně ovlivňuje kvalitu života pacienta a ukládá obrovské ekonomické zátěž rodině a společnosti pacienta [4].
Pokusy na zvířatech jsou důležitou hnací silou pro vývoj medicíny a mostem mezi základní a klinický medicínou. Zřízení správného zvířecího modelu je nezbytným experimentálním základem a předpokladem pro provádění experimentů na zvířatech. V současné době jsou běžně používané modely AD zvířat zhruba rozděleny do čtyř typů: „Typ stárnutí, injekční typ, transgenní typ a kombinovaný typ“ [5].
Nové bylinné doplňky Cistanche pro anti-Alzheimerovu chorobu (AD
Kombinovaný zvířecí model pro syndrom nemoci je derivátový produkt vyvinutý pod vedením kombinace myšlenek tradiční čínské medicíny a moderních lékařských teorií. Charakteristiky modelu je, že replikuje stejné nebo podobné faktory jako lidská onemocnění a syndromy u zvířat a zároveň simuluje informace týkající se „nemoci“ a „syndromu“. Je přesvědčivější než zvířecí modely jednoduchého „nemoci“ nebo jednoduchého „syndromu“ [6]. Za účelem dalšího prozkoumání mechanismu působení tradiční čínské medicíny při léčbě AD a vyhodnocení účinnosti tradiční čínské medicíny je zavedení standardizovaného modelu zvířecího syndromu onemocnění důležitým prostředkem k podpoře modernizace tradiční čínské medicíny a má velký význam [7]. Tento článek proto systematicky kontroluje metody přípravy běžných netransgenních modelů AD zvířat a jejich příslušné výhody a nevýhody. Na tomto základě shrnuje stávající kombinované zvířecí modely pro syndrom nemocí reklam a shrnuje jejich konstrukční metody, hodnotící modely atd., Aby poskytla reference pro výzkum kombinovaných zvířecích modelů syndromu pro psychandrom a poskytl základ pro budoucí výzkum TCM o AD (obrázek 1).
Obrázek 1 Obecný model AD Non-transgenní zvířecí model a syndrom nemocí kombinoval model zvířat
Tabulka1 shrnutí charakteristik netransgenních modelů AD Animal modelů
1.1 Zvířecí modely stárnutí reklamy
AD je neurodegenerativní onemocnění úzce související se stárnutím. Je velmi důležité konstruovat zvířecí model, který je podobný stárnutí a v souladu s klinickými projevy starších pacientů k dalšímu studiu stárnutí. V současné době zahrnují běžné modely stárnutí AD Animal tři typy: „Typ přirozeného stárnutí, typ rychlého stárnutí a indukovaný typ stárnutí“.
1.1.1 Typ přirozeného stárnutí
AD je běžná u lidí starších 65 let [21]. Modely přirozeného stárnutí obecně používají myši a krysy. Věk starých myší je 12 až 20 měsíců, věk potkanů v raném věku je 21 až 26 měsíců [22] a věk krys pozdního stárnutí je 30 až 32 měsíců [23]. Model přirozeného stárnutí ukazuje pokles schopností učení a paměti, doprovázený atrofií mozkových neuronů, což je v souladu s klinickými projevy starších pacientů [5]. Ve srovnání s primáty nehumánních experimentů mají kratší experimentální cyklus, jsou relativně ekonomické a ušetří čas a úsilí [8]. Nevýhodou je, že přirozeně stárnoucí zvířecí modely nemohou simulovat všechny projevy AD a jsou během experimentu náchylné k smrti. Například Lu Xia et al. [9] zjistili, že tau protein s vysokou molekulovou hmotností v šedé hmotě, bílé hmotě a míchu potkanů ve věku 24 měsíců. Zjistili také, že obsah tau s střední molekulovou hmotností v šedé hmotě a bílá hmota těchto potkanů byla výrazně vyšší než obsah ve skupině pro dospělé, což může být kompenzační reakcí na proces stárnutí. Gao Lin et al. [10] zjistili, že paměťová schopnost starších potkanů (starších 12 měsíců) byla narušena a v hippocampu bylo uloženo velké množství 1-42, doprovázeno smrštěním nebo ztrátou neuronů a infiltrací gliových buněk.
1.1.2 Typ rychlého stárnutí
Mouse senescence zrychlená (SAM) je odvozena z inbreedingu myší AKR/J a je rozdělena do devíti substónů. Mezi nimi je SAMP8 široce uznávaný model stárnutí. Jeho mozková tkáň obsahuje velké množství usazeného amyloidního -proteinu (A), což naznačuje, že model SAMP8 má charakteristiky podobné hlavním patologickým změnám AD. Jedná se tedy o relativně zralý model pro studium AD [24] a často se používá ve studii deficitů učení a paměti a mechanismů souvisejících se stárnutím [25-26]. Myši SAMP8 vykazovaly známky stárnutí, jako je vypadávání vlasů ve věku 4 měsíců. Ve věku 5 měsíců bylo u myší pozorováno snížení počtu neuronů, abnormální metabolismus neurotransmiterů a atrofie nervových buněk. Současně došlo k změnám, jako je snížená schopnost učení a paměť a kognitivní poškození. Ve věku 8 měsíců se objevily změny v dendritách, synapsích a neuronech, které byly v souladu s klinickými charakteristikami a neuropatologickými změnami pacientů s AD. Jeho krátký životní cyklus, vysoká cena a komplexní mechanismy však činí nevhodným pro dlouhodobý výzkum a studie s jedním lokalitou.
Výzkum mechanismu [27-28]. Zan Shujie et al. [11] zjistili, že myši SAMP8 vykazovaly známky zhoršené schopnosti prostorového učení a krátkodobé paměti ve věku 4 měsíců a výraz 1-42 v hippocampu se významně zvýšil. Duan Liqi et al. [29] vytvořili rychlý stárnoucí myší model SAMP8 a zjistili, že podávání odvar xixinu zlepšilo jejich schopnosti prostorového učení a paměti a snížilo generování a ukládání 1-42 v tkáních hippocampu a tlustého střeva.
1.1.3 Indukované stárnutí
Indukovaný typ stárnutí je model AD zvířat, ve kterém jsou metabolické poruchy indukovány subkutánní nebo intraperitoneální injekcí D-galaktózy (D-Gal) k vyvolání stárnutí. Tato metoda modelování má výhody nízkých experimentálních nákladů, stabilních experimentálních výsledků, jednoduché metody modelování, krátké doby modelování a vysoké opakovatelnosti a učenci ji široce používají doma i v zahraničí [30]. Například Yu et al. [31] použili model stárnutí potkana vyvolaného D-Gal a zjistili, že úniková latence modelových potkanů byla prodloužena a doba, kdy zůstali v cílovém kvadrantu, byl po testování Morris Water Bludiště snížen. Kromě výše uvedených výhod má použití D-GAL ke konstrukci stárnoucího AD modelu stále nevýhody dlouhého modelovacího cyklu, zvířata velmi pravděpodobně vyvinou jiná onemocnění nebo umírá během modelování a neexistuje žádná charakteristická patologie související s AD, jako je depozice v mozkové tkáni [32]. Proto se často používá k vytvoření složeného modelu a k vytvoření modelu AD zvířat spolu s jinými indukčními metodami. Například Qu Yan et al. [12] vytvořili AD model kombinováním subkutánní injekce d-gal s injekcí 1-42 oligomerů do hippocampu. Výsledky ukázaly, že modelové myši vykazovaly chování podobné úzkosti a zhoršení paměti prostorové učení a epizodické paměti. Kromě toho existují také kompozitní metody modelování, jako je d-gal kombinovaný s oligomery, d-gal kombinovaný s chloridem hlinitým (AlCl3) a d-gal v kombinaci s dusitanem sodným [33], které mohou překonat omezení jediného modelu, který nemůže simulovat všechny patologické projevy AD.
1.2 Injekční indukovaný model zranění AD zvířat
Etiologie a patogeneze AD jsou relativně složité. Na základě různých patogenezí bylo navrženo několik hypotéz, včetně hypotézy A, abnormální fosforylace hypotézy proteinu tau, cholinergní hypotézy, hypotézy zánětlivého poškození a hypotézy otravy hliníkem [34]. Na základě plného porozumění etiologii a patogenezi AD má vytvoření modelu AD zvířat, který úzce souvisí s hypotézou nemoci, velký význam pro hodnocení léčby a špičkovým výzkumem AD.
1.2.1 Injekční zvířecí model
Patogeneze AD je komplexní a zahrnuje více patogenních faktorů, mezi nimiž A hypotéza zaujímá dominantní postavení mezi současnými hypotézami [35]. Ukázka A může vyvolat kaskádovou reakci, podporuje strukturální degeneraci neuronálních sítí, vyvolává synaptické poškození a ztrátu neuronů a způsobuje nevratnou neuronální atrofii a neurodegeneraci v mozku, což je klíčový faktor způsobující AD [36]. Model AD zvířat indukovaný A zahrnuje hlavně injekci fragmentů do specifických oblastí mozku zvířat, aby se vyvolala depozice. Obvykle injikované mozkové oblasti zahrnují hippocampus a boční komory. Například Zhang Jingfan et al. [13] replikoval model AD potkana injekcí 5 ul roztoku 1-42 (10 ug) do bilaterálního hippocampu potkanů. Po replikaci výsledky testu Morris Water Maze ukázaly, že úniková latence modelových potkanů byla ve srovnání s prázdnou skupinou významně prodloužena a počet překročení platformy a čas strávený v kvadrantu platformy byl výrazně snížen;
Současně barvení hematoxylin-eosinu (HE) odhalilo, že počet neuronů u replikovaných modelových potkanů byl snížen a některá z buněčných jader vykazovala smrštění; Velké množství buněk pozitivních na Al bylo také pozorováno v oblasti CA1 hippocampu. Výsledky výše uvedených výzkumů naznačují, že injekce 1-42 může způsobit uložení, poškození hippocampálních neuronů a zhoršené učení a paměťové schopnosti u potkanů. Model indukovaný A je akutní zranění, které může rychle vytvořit patologický model AD. K dosažení stability jsou nutné opakované injekce. Nesprávná injekce může navíc snadno vést k akumulaci v místě injekce, což má za následek nadměrné místní koncentrace a místní poškození.
1.2.2 Poškození proteinu tau
TAU protein, hyperfosforylovaný tubulin, hraje důležitou roli v neuronální apoptóze AD. Abnormální fosforylační hypotéza proteinu tau tvrdí, že přehnaný protein tau ztrácí svou schopnost vázat se na mikrotubuly a ztrácí svou původní funkci. Overfosforylované agregáty tau proteinu v buňkách ve formě dvojitých helikálních vláken, přímých vláken a spletených koster za vzniku intracelulárních neurofibrilárních spleti (NFTS), což nakonec vede k neuronální degeneraci a smrti, čímž tvoří AD [37]. Intracerebrální injekce proteinu tau může produkovat struktury podobné NFTS a urychlit tvorbu souvisejících patologických charakteristik u myší AD modelu [38-39]. Výhody a nevýhody injekčního proteinu tau k replikaci AD modelu jsou stejné jako výhody injekce a. Kromě toho se v současné době široce používá intracerebrální injekce inhibitorů kyseliny fosfatidové, jako je kyselina okadaová, což může také vést k hyperfosforylaci tau proteinu. Hyperfosforylovaný protein tau je přítomen v NFT v neuronech, což je důležitý patologický rys AD [40]. Tato metoda modelování má vlastnosti jednoduchého provozu, nízkých nákladů a krátkého modelovacího cyklu [41], ale modelu postrádá amyloidní léze.
Například Çakır et al. [14] vstřikovali kyselinu okadaové do bilaterálních komor potkanů k replikaci AD modelu. Výsledky ukázaly, že hladiny kaspázy -3, fosforylovaný tau- (Ser396), A, nádor nekróza- (TNF-) a Interleukin -1 (il {8}}) v mozkovém kortexu a hippocamálních regarech v modelu RAS. Experiment Morris Water Maze ukázal, že injekce kyseliny Okadaové by narušila schopnost prostorové paměti potkanů.
1.2.3 Model poškození cholinergního systému
Cholinergní systém je zodpovědný za regulaci schopností učení a paměti těla a výskyt a vývoj AD úzce souvisí s abnormalitami v tomto systému. Běžně používaná chemická činidla, která poškozují cholinergní systém, zahrnují kolchicin a scopolamin. Tento model postrádá typické patologické charakteristiky AD a některé chemické činidla, která poškozují cholinergní systém, mají reverzibilní účinky, což není v souladu s nevratným neurologickým poškozením AD [42]. Kolchicin je alkaloid odvozený ze semen rostlinné kolchicum. Intracerebroventrikulární injekce kolchicinu může způsobit progresivní poškození paměti a neurodegeneraci u potkanů, což je charakteristické pro sporadický model AD [43]. Lakshmisha et al. [15] použili kolchicin k vyvolání modelu AD potkana k vyhodnocení účinků resveratrolu a resveratrolu kombinované s donepezilem na numerickou expresi mikroglií a astrocytů ve frontálním laloku a hippocampu modelových potkanů. Výsledky ukázaly, že počet mikroglie u potkanů AD modelu byl významně zvýšen. Sil a kol. [16] zjistili, že intracerebrální injekce kolchicinu může vyvolat moz
Degenerace neuronálního koně a neuroinflamační odpověď a zvýšení degenerace neuronů je v souladu se zvýšením neuroinflamační odpovědi v této oblasti, což naznačuje, že tento modelový krys může sloužit jako sporadický model AD.
Cholinergní hypotéza tvrdí, že cholinergní nedostatek způsobený ztrátou cholinergních buněk a redukcí acetylcholinu (ACh) je důležitou příčinou rané AD [{0}}]. Scopolamine is an M cholinergic receptor antagonist that can cross the blood-brain barrier to reach the nerve center and bind to the M receptors in the central nervous system, thereby blocking the binding of the receptors to Ach, inhibiting the function of the central nervous system, causing cholinergic disorders, and ultimately leading to manifestations such as learning and memory dysfunction [46-47]. Scopolamin je jednou z nejpoužívanějších metod pro vytváření reklamních modelů. Může v krátkodobém horizontu inhibovat učení a paměť, ale jeho účinek je neselektivní a nemůže přesně identifikovat typ receptoru v konkrétní oblasti mozku. Chybí také charakteristické patologické změny AD, jako je hyperfosforylace proteinu tau a depozice [48]. Yerraguravagari et al. [17] použili scopolamin k replikaci modelu AD potkana s poruchou učení a paměti a zjistili, že schopnosti učení a paměti replikovaných modelových potkanů byly významně sníženy, hladiny cholinesterázy byly významně zvýšeny a neurotrofický faktor odvozený z mozku (BDNF) byl snížen. Kromě dvou chemických látek, které poškozují výše uvedený cholinergní systém, několik vědců použilo imunotoxin 192- Igg-saporin k vytvoření AD modelu poškození cholinergního systému [49].
1.2.4 Neuroinflamační model
V současné době stále více studií ukázalo, že neuroinflamace hraje také klíčovou roli při výskytu a vývoji jiných degenerativních onemocnění, jako je AD [2,50]. Neuroinflamační model AD je založen hlavně na buněčném modelu. Mikroglie a astrocyty jsou důležitými mediátory neuroinflamace. Aktivace a proliferace těchto dvou buněk se vyskytuje před tvorbou A a NFT [51]. AD neuroinflamační model je indukován hlavně lipopolysacharidem (LPS) a streptozocinem (STZ). LPS je klasické zánětlivé činidlo a součástí vnější buněčné stěny gramnegativních bakterií [52-53]. Pokud LPS vstoupí do lidského těla nebo mozku, způsobuje zánět a působí jako endotoxin, čímž podporuje amyloidní patologii, patologii TAU a mikrogliální aktivaci, což vede k neurodegeneraci v AD [54].
Xie et al. [18] založil neuroinflamační model intraperitoneální injekcí LPS. Výsledky ukázaly, že mikroglie v mozkové tkáni modelových potkanů byly aktivovány a hladiny IL -1, TNF- a IL -6 byly zvýšeny v mozkové tkáni, což naznačuje, že neuroinflammační model byl úspěšně replikován. Spontánní aktivita, rozpoznávání nových objektů a experimenty Morris Water Maze ukázaly, že modelové krysy měly zhoršené schopnosti učení a paměti.
STZ je derivát nitroserea. Nízkodávková injekce STZ může narušit homeostázu signalizace inzulínu v mozku, což vede k poruchám metabolismu energie, depozici v mozku, hyperfosforylaci tau [55] a neuroinflammaci [56], což jsou patologické změny podobné sporadické AD. Může také způsobit zhoršené schopnosti učení a paměti a kognitivní poškození [57]. Ukázalo se, že AD model vyvolaný intracerebroventrikulární injekcí STZ zvyšuje hladiny prozánětlivých faktorů, jako je TNF-, IL -1 a IL -6 v mozku [58] a upregulovat jaderné faktor-KB (NF-KB) [59]. Tato metoda modelování však má také nedostatky, jako je nestabilní úspěšnost modelování a vysoká míra úmrtnosti během modelování [60]. Gáll et al. [19]
V roce 2015 byly příznaky podobné AD indukovány u potkanů Wistar intracerebroventrikulární injekcí STZ. Výsledky otevřeného pole, rozpoznávání nových objektů a testů bludiště radiálních ramen ukázaly, že modelové krysy vykazovaly kognitivní pokles chování a významné zvýšení hladiny astrocytů v hippocampu.
1.2.5 Indukční model otravy hliníkem
„Hypotéza otravy hliníkem“ tvrdí, že hliník je neurotoxický a může poškodit neurony po vstupu do mozku a zároveň snížit funkci cholinergního nervového systému a schopnosti učení a paměti [61]. Kromě toho se hliník může polymerovat s mozkem A, čímž se vytváří velké množství volných radikálů kyslíku, podporující peroxidaci lipidů, což vede k poškození membrány hippocampálních neuronů a způsobuje kognitivní dysfunkci [62]. Modely otravy hliníkem jsou obvykle stanoveny intrakraniální nebo subkutánní injekcí Alcl3 u potkanů. Existuje také několik studií, které simulují modely otravy hliníkem perorálním podáváním AlCl3. Tento model je jednoduchý, levný, má vysokou míru úspěšnosti a nízkou úmrtnost. Je také velká hodnota při identifikaci včasných diagnostických markerů pro AD a další formulaci strategií k prevenci a léčbě AD. Model otravy hliníkem však může vykazovat pouze jeden patologický rys AD a obvykle je třeba kombinovat s jinými metodami modelování pro urychlení tvorby patologie AD. Například Cheng Houzhi et al. [20] krmili krysy alcl3 po dobu 3 po sobě jdoucích měsíců. Výsledky experimentu Morris Water Maze Navigation Experiment ukázaly, že modelové krysy měly špatnou trajektorii pohybu a odchýlily se od platformy, což naznačuje, že chronický model otravy hliníkem má toxický účinek na tělo a může způsobit příznaky, jako je snížená učení a funkce paměti a kognitivní dysfunkci.
