失眠動物模型的建立

1、 老年性癡呆定義 老年癡呆發(fā)病機(jī)理 老年癡呆模型常用實(shí)驗(yàn)動物 常見建模方法及其評價 總結(jié)及展望 老年癡呆是發(fā)生在老年期和老年前期的大腦皮層獲得性老年癡呆是發(fā)生在老年期和老年前期的大腦皮層獲得性高級機(jī)能的全面損害。主要包括阿爾采默型老年癡高級機(jī)能的全面損害。主要包括阿爾采默型老年癡(SDAT)和血管性癡呆和血管性癡呆(VD)兩大類。兩大類。 SDAT是以進(jìn)行性癡呆為主要癥狀的人腦變性疾病。是以進(jìn)行性癡呆為主要癥狀的人腦變性疾病。病病理特征：理特征：主要有老年斑、神經(jīng)纖維纏結(jié)等。臨床伴有認(rèn)知記主要有老年斑、神經(jīng)纖維纏結(jié)等。臨床伴有認(rèn)知記憶損傷。憶損傷。VD 是指各種腦血管病引起的獲得性智能障是指各

2、種腦血管病引起的獲得性智能障礙綜合礙綜合 征。征。 AD的病因與發(fā)病機(jī)制尚不明確，可能原因有：的病因與發(fā)病機(jī)制尚不明確，可能原因有：膽堿能假說膽堿能假說鉛中毒假說鉛中毒假說炎癥免疫學(xué)說炎癥免疫學(xué)說基因突變學(xué)說等基因突變學(xué)說等 60 90 歲的老年人群中患病率隨年齡的增長呈指數(shù)歲的老年人群中患病率隨年齡的增長呈指數(shù)增長增長,每隔每隔5.1 歲即增加一倍歲即增加一倍,可見衰老肯定是可見衰老肯定是AD 的危險的危險因素之一。因素之一。 21世紀(jì)世紀(jì), 全球正逐步進(jìn)入人口老全球正逐步進(jìn)入人口老齡化時代。齡化時代。AD 的發(fā)病率越來越高的發(fā)病率越來越高,預(yù)預(yù)計計2025年全球受該病困擾的人數(shù)將達(dá)年全球受

3、該病困擾的人數(shù)將達(dá)1400萬，該病的防治不僅是一個重大萬，該病的防治不僅是一個重大的醫(yī)學(xué)問題的醫(yī)學(xué)問題, 同時也是一個嚴(yán)峻的社同時也是一個嚴(yán)峻的社會問題會問題。靈長類靈長類腦的各結(jié)構(gòu)比例及腦血管分布均腦的各結(jié)構(gòu)比例及腦血管分布均最接近人。但費(fèi)用高最接近人。但費(fèi)用高,來源困難。來源困難。 狗、貓狗、貓腦皮層及腦內(nèi)各結(jié)構(gòu)腦皮層及腦內(nèi)各結(jié)構(gòu)比例較接近人比例較接近人, 抗手術(shù)打擊抗手術(shù)打擊能力強(qiáng)能力強(qiáng),特別適合慢性實(shí)驗(yàn)特別適合慢性實(shí)驗(yàn),但其腦血管走行及腦的供血但其腦血管走行及腦的供血與人腦差異較大。與人腦差異較大。 兔腦兔腦內(nèi)血管發(fā)達(dá)程度與人內(nèi)血管發(fā)達(dá)程度與人腦類似腦類似,但兔大腦皮層部分但兔大腦皮層

4、部分不發(fā)達(dá)。不發(fā)達(dá)。 鼠腦鼠腦體積小體積小,抗手術(shù)打擊能力差抗手術(shù)打擊能力差,不常見臨不常見臨床上的癥狀如呼吸困難、癲癇、意識障礙床上的癥狀如呼吸困難、癲癇、意識障礙難等在小動物中卻很常見，且難以恢復(fù)難等在小動物中卻很常見，且難以恢復(fù),使使其神經(jīng)功能障礙難以評定。但價格便宜其神經(jīng)功能障礙難以評定。但價格便宜,來來源充足，品種較純源充足，品種較純,制作模型簡單制作模型簡單,生存率高。生存率高。雞大腦雞大腦發(fā)達(dá)發(fā)達(dá), 有人估計有人估計,其實(shí)其實(shí)驗(yàn)價值和某些哺乳動物相似。驗(yàn)價值和某些哺乳動物相似。但這方面研究較少但這方面研究較少,其應(yīng)用其應(yīng)用價有待進(jìn)一步驗(yàn)證。利用其價有待進(jìn)一步驗(yàn)證。利用其建立學(xué)習(xí)和

5、記憶模型快、記建立學(xué)習(xí)和記憶模型快、記憶保持的測定及腦內(nèi)注射容憶保持的測定及腦內(nèi)注射容易、重復(fù)性好、來源豐富、易、重復(fù)性好、來源豐富、價格便宜、易管理。價格便宜、易管理。理想的理想的AD動物模型不僅要模擬出動物模型不僅要模擬出AD的行為學(xué)改變的行為學(xué)改變, 而且應(yīng)能模擬復(fù)制而且應(yīng)能模擬復(fù)制AD的主要病理、生化及神經(jīng)遞質(zhì)的主要病理、生化及神經(jīng)遞質(zhì)等多方面的改變。目前等多方面的改變。目前, 大致可概括為四類大致可概括為四類自然衰老模型自然衰老模型轉(zhuǎn)基因動物模型轉(zhuǎn)基因動物模型與與B淀粉樣蛋白有關(guān)的模型淀粉樣蛋白有關(guān)的模型中樞膽堿能神經(jīng)元損毀模型中樞膽堿能神經(jīng)元損毀模型1.自然自然衰老動物模型衰老動物

6、模型 衰老因素在老年癡呆發(fā)病過程中占有重要地位，衰老因素在老年癡呆發(fā)病過程中占有重要地位，形態(tài)學(xué)觀察可見形態(tài)學(xué)觀察可見,自然衰老鼠隔區(qū)、斜角帶核自然衰老鼠隔區(qū)、斜角帶核及及Meynert基底核中的神經(jīng)元萎縮、喪失基底核中的神經(jīng)元萎縮、喪失,感覺、運(yùn)感覺、運(yùn)動及學(xué)習(xí)記憶等多種功能下降。因此可用恒河猴、動及學(xué)習(xí)記憶等多種功能下降。因此可用恒河猴、老年兔及老年鼠等作為老年兔及老年鼠等作為AD模型。模型。 評價評價: AD有別于有別于正常衰老的進(jìn)行性神經(jīng)功能衰正常衰老的進(jìn)行性神經(jīng)功能衰退性疾病退性疾病，故其只模擬了，故其只模擬了AD的部分疾病特征。極的部分疾病特征。極少形成少形成NFT及淀粉樣蛋白沉積

7、。價格昂貴、健康狀及淀粉樣蛋白沉積。價格昂貴、健康狀況較差、不易得到?jīng)r較差、不易得到, 在一定程度上制約了該模型的在一定程度上制約了該模型的研究進(jìn)展。研究進(jìn)展。3.轉(zhuǎn)基因動物模型轉(zhuǎn)基因動物模型 常用的轉(zhuǎn)基因動物模型是用實(shí)驗(yàn)方法將外源性基因如常用的轉(zhuǎn)基因動物模型是用實(shí)驗(yàn)方法將外源性基因如App基基因?qū)胍驅(qū)? 使其在染色體基因組中穩(wěn)定整合、表達(dá)使其在染色體基因組中穩(wěn)定整合、表達(dá), 并遺傳給后代。并遺傳給后代。動物過多地表達(dá)動物過多地表達(dá)App基因或其突變產(chǎn)物基因或其突變產(chǎn)物, 引起引起A的沉積和相關(guān)的的沉積和相關(guān)的病理損害或臨床癥狀。目前的轉(zhuǎn)基因動物多選用小鼠主要是基于病理損害或臨床癥狀。目前

8、的轉(zhuǎn)基因動物多選用小鼠主要是基于遺傳背景、繁殖能力、操作難度和經(jīng)濟(jì)角度的考慮遺傳背景、繁殖能力、操作難度和經(jīng)濟(jì)角度的考慮, 。常用的轉(zhuǎn)基因動物模型制備的簡單程序如下: ( 1) 引物的設(shè)計或靶基因的制備; ( 2) 重組靶基因注入受精卵; ( 3) 植入假孕受體; ( 4) 檢測與評價。評價評價:雖然轉(zhuǎn)基因動物存在難以重復(fù)、外源性基因表達(dá)不穩(wěn)定、雖然轉(zhuǎn)基因動物存在難以重復(fù)、外源性基因表達(dá)不穩(wěn)定、繁殖能力低、抗病能力差、成本昂貴等問題繁殖能力低、抗病能力差、成本昂貴等問題,但不可否認(rèn)但不可否認(rèn),轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因動物模型具有廣闊的應(yīng)用前景基因動物模型具有廣闊的應(yīng)用前景,值得深入研究值得深入研究3.中樞神經(jīng)

9、元膽堿能損毀動物模型中樞神經(jīng)元膽堿能損毀動物模型 原理：用物理、化學(xué)、外科手術(shù)等來損毀膽堿能神經(jīng)元或切斷原理：用物理、化學(xué)、外科手術(shù)等來損毀膽堿能神經(jīng)元或切斷膽堿能神經(jīng)通路。膽堿能神經(jīng)通路。 （1）物理損毀模型：采用電、熱等手段損傷大鼠）物理損毀模型：采用電、熱等手段損傷大鼠Meynert基底核，使皮質(zhì)乙基底核，使皮質(zhì)乙酰膽堿量減少，造成動物記憶障礙、抑郁行為等。酰膽堿量減少，造成動物記憶障礙、抑郁行為等。 評價：所得模型大鼠腦內(nèi)不同分區(qū)組織中單胺氧化酶評價：所得模型大鼠腦內(nèi)不同分區(qū)組織中單胺氧化酶B活性與青年組比較沒活性與青年組比較沒有顯著性升高，故該模型尚欠缺說服力。有顯著性升高，故該模型

10、尚欠缺說服力。 （2）化學(xué)損毀模型：）化學(xué)損毀模型： 乙酰膽堿乙酰膽堿M M受體阻斷劑動物模型：大鼠腹腔內(nèi)注射膽堿能拮抗劑，引起受體阻斷劑動物模型：大鼠腹腔內(nèi)注射膽堿能拮抗劑，引起膽堿能系統(tǒng)功能障礙。膽堿能系統(tǒng)功能障礙。 評價：可造成認(rèn)知障礙，但其主要是可逆性阻斷突觸后的乙酰膽堿評價：可造成認(rèn)知障礙，但其主要是可逆性阻斷突觸后的乙酰膽堿M M受體，受體，缺乏缺乏ADAD特殊病理特征。特殊病理特征。 興奮性毒素?fù)p毀動物模型：如使用興奮性神經(jīng)毒素如紅藻氨酸、使君子興奮性毒素?fù)p毀動物模型：如使用興奮性神經(jīng)毒素如紅藻氨酸、使君子氨基酸等注入大鼠氨基酸等注入大鼠MeynertMeynert基底核建立癡呆

11、模型?；缀私V呆模型。 評價：有記憶損害功能，但無神經(jīng)元斑塊及評價：有記憶損害功能，但無神經(jīng)元斑塊及NFTNFT的組織病理學(xué)改變。且對乙的組織病理學(xué)改變。且對乙酰膽堿系統(tǒng)的損傷可逆轉(zhuǎn)。酰膽堿系統(tǒng)的損傷可逆轉(zhuǎn)。 外科手術(shù)損傷：采用手術(shù)切斷跨海馬通路，建立外科手術(shù)損傷：采用手術(shù)切斷跨海馬通路，建立ADAD模型。模型。 評價：可以造成動物定向記憶障礙，造模周期短，但創(chuàng)傷大、臨近組織易評價：可以造成動物定向記憶障礙，造模周期短，但創(chuàng)傷大、臨近組織易受損、無典型受損、無典型ADAD病理特征等缺點(diǎn)。病理特征等缺點(diǎn)。 4.4.與與淀粉樣蛋白（淀粉樣蛋白（AA）質(zhì)有關(guān)的模型）質(zhì)有關(guān)的模型 A具有神經(jīng)營養(yǎng)和

12、神經(jīng)毒性雙重作用。大鼠雙側(cè)海馬內(nèi)一次具有神經(jīng)營養(yǎng)和神經(jīng)毒性雙重作用。大鼠雙側(cè)海馬內(nèi)一次性注射性注射A25 35片段后片段后, 主動和被動回避性反射及空間分辨力降主動和被動回避性反射及空間分辨力降低低, 皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元減少、退變皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元減少、退變, 皮質(zhì)下血管淀粉樣變皮質(zhì)下血管淀粉樣變, 腦內(nèi)出現(xiàn)腦內(nèi)出現(xiàn)纖維蛋白絲狀物。纖維蛋白絲狀物。 評價：評價：雖然雖然A在在AD的發(fā)病中的詳細(xì)機(jī)制目前尚無定論的發(fā)病中的詳細(xì)機(jī)制目前尚無定論, 但體但體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)都已證實(shí)了其神經(jīng)毒性作用。內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)都已證實(shí)了其神經(jīng)毒性作用。5.快速老化小鼠模型快速老化小鼠模型 SAM小鼠在生命早期就表現(xiàn)出身體各部

13、位功能的衰小鼠在生命早期就表現(xiàn)出身體各部位功能的衰老。是日本京都大學(xué)在對老。是日本京都大學(xué)在對AKR/J系小鼠進(jìn)行常規(guī)近交系培系小鼠進(jìn)行常規(guī)近交系培育時意外發(fā)現(xiàn)的。共有育時意外發(fā)現(xiàn)的。共有12個品系，其中個品系，其中SAMPS小鼠具備小鼠具備與與AD相似的病理特征，可作為自然發(fā)病的老化癡呆模型相似的病理特征，可作為自然發(fā)病的老化癡呆模型。 腦內(nèi)腦內(nèi)淀粉樣蛋白沉積淀粉樣蛋白沉積 相關(guān)遞質(zhì)及酶活性改變相關(guān)遞質(zhì)及酶活性改變 腦內(nèi)氧化應(yīng)激相關(guān)的酶活性及線粒體功能改變腦內(nèi)氧化應(yīng)激相關(guān)的酶活性及線粒體功能改變 腦內(nèi)葡萄糖代謝障礙腦內(nèi)葡萄糖代謝障礙 免疫功能異常等免疫功能異常等評價：評價：SAMP8小鼠較自然衰老動物模型好，已廣泛用于小鼠較自然衰老動物模型好，已廣泛用于增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶功能及促智藥物的研究。增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶功能及促智藥物的研究。總結(jié)：總結(jié)： 建立理想的老年性癡呆的動物模型可以更建立理想的老年性癡呆的動物模型可以更好地研究老年性癡呆的發(fā)病機(jī)制好地研究老年性癡呆的發(fā)病機(jī)制, 也是進(jìn)行也是進(jìn)行老年性癡呆病理研究和藥物開發(fā)的關(guān)鍵問題老年性癡呆病理研究和藥物開發(fā)的關(guān)鍵問題, 但是但是, 目前尚無一能全面再現(xiàn)、模擬老年性目前尚無一能全