Прогресът на научните изследвания на синдромите на болестта на Алцхаймер, комбинирани с животински модели
Feb 11, 2025
Резюме Болест на Алцхаймер (AD)е често срещано невродегенеративно заболяване. Традиционната китайска медицина е ефективна при лечението на AD. Комбинацията от болести и синдром с животински модел е основата и предположението на свързаните с тях изследвания. В този документ са обобщени проучвания за не-трансгенни модели на AD животни и AD заболяване и синдром, комбинирани животински модели. Установено е, че има осем често срещани не-трансгенни модели на AD животни, включително тип стареене (тип естествено стареене, тип бързо стареене, индуциран тип стареене) и индуциран от инжектиране тип увреждане (инжекционен модел на животни, тип увреждане на тау, модел на увреждане на увреждането на холинергична система, модел на невроинфламация и модел на отравяне с алуминий, модел на индукция на алуминий). AD синдромите, комбинирани с животински модели, включват дефицит на бъбреци/дефицит на бъбреци/Дефицит на бъбрек Пулпата празна, пулсираност на храчките, блокираща отвора, кръвен застой, блокиращи колатерали, блокиране на флегма за стаза, чернодробна депресия и топлината на застоя на флегма. В този документ се преглеждат предимствата и недостатъците на всеки метод за репликация на модела, за да се осигури справка и подкрепа за бъдещото проучване на AD заболяване и синдром, комбинирани с животински модели.
Ключови думи болестта на Алцхаймер; животински модел;комбинация от болест и синдром;Напредък на научните изследвания
Болест на Алцхаймер (AD)е невродегенеративно заболяване, тясно свързано със стареенето, характеризиращо се с прогресиращо когнитивно и паметта [1]. Честотата на AD нараства с възрастта. AD е най -честата причина за деменция, което представлява 60% до 70% от случаите на деменция [2]. В моята страна има близо 15,07 милиона пациенти с деменция, от които приблизително 9,83 милиона са пациенти с AD [3]. Заболяването има коварно начало и се характеризира с непрекъснато прогресиране, което сериозно влияе върху качеството на живот на пациента и налага огромна икономическа тежест за семейството и обществото на пациента [4].
Експериментите с животни са важна движеща сила за развитието на медицината и мост между основната и клиничната медицина. Установяването на правилен животински модел е незаменима експериментална основа и предпоставка за провеждане на експерименти с животни. Понастоящем често използваните модели на AD животни са приблизително разделени на четири типа: "Тип стареене, индуциран от инжектиране тип, трансгенен тип и комбиниран тип" [5].
Нови билкови добавки на Cistanche за болестта на анти-Алцхаймер (AD
Комбинираният животински модел на болестта е производен продукт, разработен под ръководството на комбинацията от идеите на традиционната диференциация на китайската медицина и съвременните медицински теории. Характеристиките на модела са, че той възпроизвежда същите или подобни фактори като човешките заболявания и синдроми при животни, като същевременно симулира информация, свързана с „болест“ и „синдром“. По -убедително е от животинските модели на проста „болест“ или прост „синдром на„ синдром “[6]. За да се проучи по-нататъшно механизмът на действие на традиционната китайска медицина при лечението на AD и да се оцени ефикасността на традиционната китайска медицина, установяването на стандартизиран комбиниран животински модел на болестта е важно средство за насърчаване на модернизацията на традиционната китайска медицина и е от голямо значение [7]. Следователно тази статия систематично преглежда методите за подготовка на общи не-трансгенни модели на AD животни и техните съответни предимства и недостатъци. На тази основа тя обобщава съществуващия комбиниран животински модели на болестта на AD и обобщава техните методи на строителство, модели за оценка и т.н., за да се осигури справка за изследването на комбинираните животински модели на болестта и предоставя основата на животинския модел за бъдещи изследвания на TCM за AD (Фигура 1).
Фигура 1 Общ на AD не-трансгенен животински модел и болестта-синдром комбиниран животински модел
Таблица1 Обобщение на характеристиките на не-трансгенни AD животински модели
1.1 Животински модели на AD за стареене
AD е невродегенеративно заболяване, тясно свързано със стареенето. От голямо значение е да се изгради животински модел, подобен на стареенето и съответства на клиничните прояви на пациенти в напреднала възраст за по -нататъшно изследване на стареенето. Понастоящем общите модели за стареене на AD животни включват три вида: „Тип натурално стареене, бърз тип стареене и индуциран тип стареене“.
1.1.1 Естествен тип стареене
AD е често срещан при хора над 65 години [21]. Моделите на естественото стареене обикновено използват мишки и плъхове. Възрастта на възрастни мишки е от 12 до 20 месеца, възрастта на плъховете за ранно стареене е от 21 до 26 месеца [22], а възрастта на плъховете за късно стареене е 30 до 32 месеца [23]. Естественият модел на стареене показва спад в способностите на учене и памет, придружен от атрофия на мозъчните неврони, което е в съответствие с клиничните прояви на пациенти в напреднала възраст [5]. В сравнение с нечовешки примати, експериментите с гризачи имат по-кратък експериментален цикъл, са сравнително икономични и спестяват време и усилия [8]. Недостатъкът е, че естествените застаряващи животински модели не могат да симулират всички прояви на AD и са предразположени към смърт по време на експеримента. Например, Lu Xia et al. [9] откриха тау протеин с високо молекулно тегло в сивото вещество, бялото вещество и гръбначния мозък на плъхове над 24 месеца. Те откриха също, че съдържанието на средно молекулно тегло в сивото вещество и бялото вещество на тези плъхове е значително по -високо от това в групата за възрастни, което може да бъде компенсаторен отговор на процеса на стареене. Gao Lin et al. [10] установяват, че способността на паметта на възрастни плъхове (над 12 месеца) е нарушена и в хипокампуса е отложено голямо количество от 1-42, придружено от свиване или загуба на неврони и инфилтрация на глиални клетки.
1.1.2 Тип бързо стареене
Ускорената мишка за стареене (SAM) се получава от инбридинг на AKR/J мишки и е разделена на девет субстрана. Сред тях SAMP8 е широко признат модел за стареене. Мозъчната му тъкан съдържа голямо количество депозирана амилоидна -протеин (а), което показва, че моделът SAMP8 има характеристики, подобни на основните патологични промени на AD. Следователно, той е сравнително зрял модел за изучаване на AD [24] и често се използва при изучаването на дефицити на учене и памет и свързани със стареенето механизми [25-26]. SAMP8 мишките показаха признаци на стареене, като загуба на коса на 4 -месечна възраст. На 5 -месечна възраст се наблюдава намаляване на броя на невроните, анормален невротрансмитер метаболизъм и атрофия на нервните клетки са наблюдавани при мишките. В същото време настъпиха промени като намалена способност за обучение и памет и когнитивно увреждане. На 8 -месечна възраст се появиха промени в дендритите, синапсите и невроните, които съответстват на клиничните характеристики и невропатологичните промени на пациентите с AD. Въпреки това, краткият му жизнен цикъл, високата цена и сложните механизми го правят неподходящ за дългосрочни изследвания и проучвания на един сайт.
Изследване на механизма [27-28]. Zan Shujie et al. [11] установяват, че SAMP8 мишките показват признаци на нарушена способност за пространствено обучение и краткосрочна памет на 4-месечна възраст и експресията на 1-42 в хипокампуса е значително увеличена. Duan Liqi et al. [29] установяват бърз модел на мишка SAMP8 и установяват, че прилагането на отвара от Xixin подобрява техните пространствени способности за учене и памет и намалява генерирането и отлагането на 1-42 в тъканите на хипокампуса и дебелото черво.
1.1.3 Индуцирано стареене
Индуцираният тип стареене е модел на AD животно, при който метаболитните нарушения се индуцират от подкожна или интраперитонеална инжекция на D-галактоза (D-GAL) за индуциране на стареене. Този метод на моделиране има предимствата на ниската експериментална цена, стабилни експериментални резултати, прост метод за моделиране, кратко време за моделиране и висока повторяемост и се използва широко от учени у дома и в чужбина [30]. Например, Yu et al. [31] използва модел на стареещи плъхове, индуциран от D-GAL, и установи, че латентността на бягството на моделните плъхове е удължено и времето, в което са останали в целевия квадрант, е намалено след тестване на воден лабиринт Морис. В допълнение към горните предимства, използването на D-GAL за изграждане на застаряващ AD модел все още има недостатъци на дълъг цикъл на моделиране, животните е много вероятно да развият други заболявания или да умрат по време на моделиране и няма свързана с AD характеристична патология, като отлагане в мозъчната тъкан [32]. Следователно, той често се използва за установяване на композитен модел и за изграждане на модел на AD животни заедно с други методи на индукция. Например, Qu Yan et al. [12] установи AD модел чрез комбиниране на подкожно инжектиране на D-GAL с инжектиране на 1-42 олигомери в хипокампуса. Резултатите показват, че моделните мишки показват поведение, подобно на тревожност, и увреждане на пространствената учебна памет и епизодичната памет. В допълнение, има и композитни методи за моделиране като D-GAL, комбинирани с олигомери, D-GAL, комбиниран с алуминиев хлорид (ALCL3) и D-GAL, комбиниран с натриев нитрит [33], които могат да преодолеят ограниченията на един модел, които не могат да симулират всички патологични прояви на AD.
1.2 Интектно нараняване AD животински модел
Етиологията и патогенезата на AD са сравнително сложни. Въз основа на различна патогенеза са предложени няколко хипотези, включително хипотезата, анормалното фосфорилиране на хипотезата на протеина на тау, хипотезата на холинергичната хипотеза, хипотезата за възпалителни увреждания и хипотезата за отравяне на алуминиевото отравяне [34]. Въз основа на пълно разбиране на етиологията и патогенезата на AD, установяването на модел на AD животни, който е тясно свързан с хипотезата за заболяването, е от голямо значение за оценката на лечението и авангардни изследвания на AD.
1.2.1 Модел на инжекционно животно
Патогенезата на AD е сложна и включва множество патогенни фактори, сред които хипотезата заема доминираща позиция сред настоящите хипотези [35]. Отлагането на A може да предизвика каскадна реакция, да насърчи структурната дегенерация на невроналните мрежи, да индуцира синаптично увреждане и загуба на неврони и да причини необратима атрофия на невроните и невродегенерация в мозъка, което е ключов фактор, причиняващ AD [36]. Индуцираният от A AD животни модел включва главно инжектиране на фрагменти в специфични мозъчни региони на животни, за да се предизвика отлагане. Често инжектираните мозъчни региони включват хипокампуса и страничните вентрикули. Например, Zhang Jingfan et al. [13] репликира модела на AD плъх, като инжектира 5 μl от разтвор 1-42 (10 ug) в двустранния хипокампус на плъховете. След репликацията резултатите от теста за воден лабиринт Морис показаха, че латентността на бягството на моделните плъхове е значително удължена в сравнение с празната група и броят на пътищата, когато платформата е пресечена и времето, прекарано в квадранта на платформата, е значително намалено;
В същото време оцветяването с хематоксилин-еозин (HE) разкри, че броят на невроните в репликирания модел плъхове е намален и някои от клетъчните ядра показват свиване; Голям брой от -положителни клетки също се наблюдават в областта на Са1 на хипокампуса. Горните резултати от изследванията предполагат, че инжектирането на 1-42 може да причини отлагане, увреждане на хипокампалните неврони и нарушени способности за обучение и памет при плъхове. Индуцираният A -индуциран е остро нараняване, което може бързо да доведе до AD патологичен модел. Необходими са многократни инжекции за постигане на стабилност. В допълнение, неправилното инжектиране може лесно да доведе до натрупване на мястото на инжектиране, което води до прекомерни локални концентрации и локални увреждания.
1.2.2 Увреждане на протеина на тау
Тау протеинът, хиперфосфорилиран тубулин, играе важна роля за апоптозата на AD невроналната. Анормалната хипотеза за фосфорилиране на тау протеина твърди, че овърфосфорилираният тау протеин губи способността си да се свързва с микротубули и губи първоначалната си функция. Префосфорилираните тау протеинови агрегати в клетките под формата на двойни спирални нишки, прави нишки и заплетени скелети, за да образуват вътреклетъчни неврофибриларни заплитания (NFTs), които в крайна сметка водят до невронална дегенерация и смърт, като по този начин образуват AD [37]. Интрацеребралното инжектиране на тау протеин може да произвежда структури, подобни на NFTS, и да ускори образуването на свързани патологични характеристики при мишки с AD модел [38-39]. Предимствата и недостатъците на инжектирането на тау протеин за репликиране на AD модела са същите като тези на инжектирането на a. В допълнение, интрацеребралното инжектиране на инхибитори на фосфатидна киселина като в момента се използва широко широко, което също може да доведе до хиперфосфорилиране на тау протеина. Хиперфосфорилираният тау протеин присъства в NFTs в невроните, което е важна патологична характеристика на AD [40]. Този метод на моделиране има характеристиките на простата работа, ниска цена и кратък цикъл на моделиране [41], но на модела липсват амилоидни лезии.
Например, çakır et al. [14] инжектира окадаинова киселина в двустранните вентрикули на плъхове, за да повтори AD модела. The results showed that the levels of caspase-3, phosphorylated-tau-(ser396), A , tumor necrosis factor- (TNF- ), and interleukin-1 (IL-1 ) in the cerebral cortex and hippocampal CA3 regions of the model rats were increased. Експериментът с воден лабиринт Морис показа, че инжектирането на окадаинова киселина ще наруши способността на пространствената памет на плъховете.
1.2.3 Модел на увреждане на холинергичната система
Холинергичната система е отговорна за регулирането на способностите на обучението и паметта на организма и появата и развитието на AD е тясно свързано с аномалиите в тази система. Често използваните химически средства, които увреждат холинергичната система, включват колхицин и скополамин. Този модел липсва типичните патологични характеристики на AD, а някои химически средства, които увреждат холинергичната система, имат обратими ефекти, което е в противоречие с необратимото неврологично увреждане на AD [42]. Колхицинът е алкалоид, получен от семената на растението colchicum. Интрацеребровентрикуларното инжектиране на колхицин може да причини прогресивно нарушение на паметта и невродегенерация при плъхове, което е характерно за спорадичен модел на AD [43]. Lakshmisha et al. [15] използва колхицин, за да индуцира модела на AD плъхове за оценка на ефектите на ресвератрол и ресвератрол, комбиниран с донепезил върху числената експресия на микроглии и астроцити във фронталния лоб и хипокампуса на моделни плъхове. Резултатите показват, че броят на микроглията при плъхове с AD модел е значително увеличен. Sil et al. [16] установяват, че интрацеребралното инжектиране на колхицин може да индуцира мозъка
Дегенерацията на невроналната конна и невровъзпалителната реакция и увеличаването на невроналната дегенерация е в съответствие с увеличаването на невровъзпалителната реакция в тази област, което предполага, че този модел плъх може да служи като спорадичен модел на AD.
Холинергичната хипотеза твърди, че холинергичният дефицит, причинен от загубата на холинергични клетки и намаляването на ацетилхолин (ACH), е важна причина за ранна AD [44-45]. 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]. Скополаминът е един от най -широко използваните методи за създаване на модели на AD. Той може да инхибира обучението и паметта в краткосрочен план, но ефектът му е неселективен и не може точно да идентифицира типа рецептор в специфичен мозъчен регион. Също така му липсват характерни патологични промени на AD, като хиперфосфорилиране на Tau протеин и отлагане [48]. Yerraguravagari et al. [17] използва скополамин за възпроизвеждане на модел на AD плъхове с увреждане на обучението и паметта и установи, че способностите за обучение и памет на репликирания модел плъхове са значително намалени, нивата на холинестеразата са значително повишени и невротрофният фактор, получен от мозъка (BDNF), е намален. В допълнение към двата химически агенти, които увреждат споменатата по-горе холинергична система, няколко изследователи са използвали имунотоксина 192- IgG-сапорин, за да установят AD модел на увреждане на холинергичната система [49].
1.2.4 Модел на невроинфламация
Понастоящем все повече проучвания показват, че невроинфламацията също играе решаваща роля за появата и развитието на други дегенеративни заболявания като AD [2,50]. Моделът на невроинфламация на AD се основава главно на клетъчния модел. Микроглията и астроцитите са важни медиатори на невроинфламация. Активирането и пролиферацията на тези две клетки се появяват преди образуването на A и NFTs [51]. Моделът на AD невроинфламация се индуцира главно от липополизахарид (LPS) и стрептозоцин (STZ). LPS е класически възпалителен агент и компонент на външната клетъчна стена на грам-отрицателни бактерии [52-53]. Ако LPS влезе в човешкото тяло или мозък, това причинява възпаление и действа като ендотоксин, като по този начин насърчава амилоидната патология, тау патологията и микроглиалната активация, което води до невродегенерация в AD [54].
Xie et al. [18] установява невроинфламационен модел чрез интраперитонеална инжекция на LPS. Резултатите показват, че микроглията в мозъчната тъкан на моделните плъхове са активирани и нивата на IL -1, TNF- и IL -6 в мозъчната тъкан се увеличават, което показва, че моделът на невроинфламация се възпроизвежда успешно. Спонтанната активност, новото разпознаване на обекти и експериментите с лабиринт на водата на Морис показаха, че плъховете на модела имат нарушени способности за обучение и памет.
STZ е нитрозоурея производно. Инжектирането на ниска доза на STZ може да наруши хомеостазата на инсулиновата сигнализация в мозъка, което води до нарушения на метаболизма на енергията, отлагане в мозъка, тау хиперфосфорилиране [55] и невроинфламация [56], които са патологични промени, подобни на спорадичната AD. Това също може да причини нарушени способности за обучение и памет и когнитивно увреждане [57]. Показано е, че AD моделът, индуциран от интрацеребровентрикуларна инжекция на STZ, повишава нивата на провъзпалителни фактори като TNF-, IL -1 и IL -6 в мозъка [58] и увеличаване на ядрения фактор-κB (NF-κB) [59]. Този метод на моделиране обаче има и недостатъци като нестабилен успех на моделиране и висока смъртност по време на моделиране [60]. Gáll et al. [19]
През 2015 г. симптомите, подобни на AD, са индуцирани при плъхове Wistar чрез интрацеребровентрикуларна инжекция на STZ. Резултатите от тестовете за разпознаване на отворено поле, ново разпознаване на обекти и радиални тестове на лабиринта на ръката показват, че плъховете на модела показват когнитивен спад в поведението и значително увеличение на нивото на астроцитите в хипокампуса.
1.2.5 Модел на индукция на алуминиево отравяне
"Хипотезата за отравяне на алуминиев" важи, че алуминият е невротоксично и може да увреди невроните след влизане в мозъка, като същевременно намалява функцията на холинергичната нервна система и способностите за учене и паметта [61]. В допълнение, алуминият може да полимеризира с А в мозъка, като по този начин произвежда голям брой радикали без кислород, насърчавайки липидната пероксидация, което води до увреждане на мембраната на хипокампалните неврони и причинява когнитивна дисфункция [62]. Алуминиевите модели за отравяне обикновено се установяват чрез вътречерепно или подкожно инжектиране на ALCL3 при плъхове. Има и няколко проучвания, които симулират модели за отравяне на алуминий чрез перорално приложение на ALCL3. Този модел е лесен за приготвяне, нискотарифни, има висок процент на успех и ниска смъртност. Той също е от голяма полза за идентифициране на ранни диагностични маркери за AD и по -нататъшно формулиране на стратегии за предотвратяване и лечение на AD. Въпреки това, алуминиевият модел на отравяне може да показва само една патологична характеристика на AD и обикновено трябва да се комбинира с други методи за моделиране, за да се ускори образуването на AD патология. Например, Cheng Houzhi et al. [20] Хранени плъхове с ALCL3 за 3 последователни месеца. Резултатите от експеримента за навигация на водния лабиринт Морис показаха, че плъховете на модела имат лоша траектория на движение и се отклоняват от платформата, което показва, че хроничният алуминиев отравящ животински модел има токсичен ефект върху тялото и може да причини симптоми като намалена функция на учене и памет и когнитивна дисфункция.
