Progresso di ricerca delle sindromi della malattia di Alzheimer combinate con modelli animali
Feb 11, 2025
Astratto La malattia di Alzheimer (AD)è una malattia neurodegenerativa comune. La medicina tradizionale cinese è efficace nel trattamento dell'AD. La combinazione di malattia e sindrome con il modello animale è la base e la premessa della ricerca correlata. In questo documento, sono riassunti studi su modelli animali AD non transgenici e modelli di animali combinati di malattia e sindrome. È stato scoperto che, ci sono otto modelli di animali pubblicitari non transgenici comuni, incluso il tipo di invecchiamento (tipo di invecchiamento naturale, tipo di invecchiamento rapido, tipo di invecchiamento indotto) e tipo di danno indotto dall'iniezione (un modello animale iniezione, tipo di danno da tau, modello di danno del sistema colinergico, modello di neuroinfiammazione e modello di induzione dell'avvelenamento da alluminio). Le sindromi AD combinate con modelli animali includono carenza di reni/deficit renale/carenza di rene Pulp vuoto, torbidità flegm che bloccano l'orifizio, la stasi del sangue che bloccano i collaterali, il calore di stagnazione del flegm per la stagnazione del flegolatura. In questo documento, vengono rivisti i vantaggi e gli svantaggi di ciascun metodo di replica del modello, al fine di fornire riferimento e supporto per il futuro studio della malattia AD e della sindrome combinati con modelli animali.
Parole chiave La malattia di Alzheimer; modello animale;combinazione di malattia e sindrome;Progressi della ricerca
La malattia di Alzheimer (AD)è una malattia neurodegenerativa strettamente correlata all'invecchiamento, caratterizzata da cognitivo progressivo e compromissione della memoria [1]. L'incidenza dell'AD aumenta con l'età. L'AD è la causa più comune di demenza, pari al 60% al 70% dei casi di demenza [2]. Ci sono quasi 15,07 milioni di pazienti con demenza nel mio paese, di cui circa 9,83 milioni sono pazienti con AD [3]. La malattia ha un insorgenza insidiosa ed è caratterizzata da una progressione continua, che influisce seriamente sulla qualità della vita del paziente e impone un enorme onere economico per la famiglia e la società del paziente [4].
Gli esperimenti su animali sono una forza trainante per lo sviluppo della medicina e un ponte tra medicina di base e clinica. Stabilire un modello animale corretto è una base sperimentale indispensabile e un prerequisito per la conduzione di esperimenti sugli animali. Attualmente, i modelli AD animali comunemente usati sono approssimativamente divisi in quattro tipi: "tipo di invecchiamento, tipo indotto dall'iniezione, tipo transgenico e tipo combinato" [5].
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Il modello animale combinato-sindrome della malattia è un prodotto derivato sviluppato sotto la guida della combinazione delle idee della differenziazione tradizionale di medicina cinese e delle moderne teorie mediche. Le caratteristiche del modello sono che replica gli stessi o i fattori simili alle malattie umane e alle sindromi negli animali, simulando al contempo le informazioni relative a "malattia" e "sindrome". È più convincente dei modelli animali di semplice "malattia" o "sindrome" semplice [6]. Al fine di esplorare ulteriormente il meccanismo d'azione della medicina tradizionale cinese nel trattamento dell'AD e valutare l'efficacia della medicina tradizionale cinese, stabilire un modello animale combinato di sindrome da malattia standardizzata è un mezzo importante per promuovere la modernizzazione della medicina tradizionale cinese ed è di grande significato [7]. Pertanto, questo articolo esamina sistematicamente i metodi di preparazione dei comuni modelli animali non transgenici e dei rispettivi vantaggi e svantaggi. Su questa base, riassume i modelli animali combinati con sindrome da malattia AD esistenti e riassume i loro metodi di costruzione, modelli di valutazione, ecc., Al fine di fornire un riferimento per la ricerca sulla malattia-sindrome di modelli animali combinati e fornire una base di modello animale per la futura ricerca TCM sull'AD (Figura 1).
Figura 1 Generale del modello animale non transgenico AD e del modello animale combinato della malattia sindrome
Tabella 1 Riepilogo delle caratteristiche dei modelli animali pubblicitari non transgenici
1.1 Modelli animali di ANGING AD
L'AD è una malattia neurodegenerativa strettamente correlata all'invecchiamento. È di grande significato costruire un modello animale simile all'invecchiamento e coerente con le manifestazioni cliniche dei pazienti anziani per studiare ulteriormente l'invecchiamento. Attualmente, i modelli di annunci ane invecchiati comuni includono tre tipi: "tipo di invecchiamento naturale, tipo di invecchiamento rapido e tipo di invecchiamento indotto".
1.1.1 Tipo di invecchiamento naturale
L'annuncio è comune nelle persone di età superiore ai 65 anni [21]. I modelli di invecchiamento naturale generalmente utilizzano topi e ratti. L'età dei topi anziani è di 12-20 mesi, l'età dei ratti iniziali è compresa tra 21 e 26 mesi [22] e l'età dei ratti del tardo invecchiamento è da 30 a 32 mesi [23]. Il modello di invecchiamento naturale mostra un declino dell'apprendimento e delle capacità di memoria, accompagnato dall'atrofia dei neuroni cerebrali, che è coerente con le manifestazioni cliniche dei pazienti anziani [5]. Rispetto ai primati non umani, gli esperimenti di roditori hanno un ciclo sperimentale più breve, sono relativamente economici e salvano tempo e sforzi [8]. Lo svantaggio è che i modelli animali che invecchiano naturalmente non possono simulare tutte le manifestazioni di AD e sono soggetti a morte durante l'esperimento. Ad esempio, Lu Xia et al. [9] hanno trovato la proteina tau ad alto peso molecolare nella materia grigia, nella sostanza bianca e nel midollo spinale di ratti di età superiore ai 24 mesi. Hanno anche scoperto che il contenuto di tau di peso molecolare medio nella materia grigia e nella sostanza bianca di questi ratti era significativamente più alto di quello nel gruppo adulto, che può essere una risposta compensativa al processo di invecchiamento. Gao Lin et al. [10] ha scoperto che la capacità di memoria dei ratti anziani (oltre 12 mesi) era compromessa e una grande quantità di un 1-42 è stata depositata nell'ippocampo, accompagnato da restringimento o perdita di neuroni e infiltrazione di cellule gliali.
1.1.2 Tipo di invecchiamento rapido
Il topo accelerato dalla senescenza (SAM) deriva dall'abreeeding di topi AKR/J ed è diviso in nove substrain. Tra questi, SAMP8 è un modello di invecchiamento ampiamente riconosciuto. Il suo tessuto cerebrale contiene una grande quantità di -proteina amiloide depositata (A), indicando che il modello SAMP8 ha caratteristiche simili ai principali cambiamenti patologici di AD. Pertanto, è un modello relativamente maturo per lo studio di AD [24] ed è spesso usato nello studio dei deficit di apprendimento e della memoria e dei meccanismi correlati all'invecchiamento [25-26]. I topi SAMP8 hanno mostrato segni di invecchiamento come la perdita di capelli a 4 mesi di età. A 5 mesi di età, nei topi è stata osservata una diminuzione del numero di neuroni, del metabolismo del neurotrasmettitore anormale e dell'atrofia delle cellule nervose. Allo stesso tempo, si sono verificati cambiamenti come la riduzione dell'apprendimento e la capacità di memoria e la compromissione cognitiva. A 8 mesi di età, sono comparsi cambiamenti nei dendriti, nelle sinapsi e nei neuroni, che erano coerenti con le caratteristiche cliniche e i cambiamenti neuropatologici dei pazienti con AD. Tuttavia, il suo breve ciclo di vita, il prezzo elevato e i meccanismi complessi coinvolti lo rendono inadatto per la ricerca a lungo termine e gli studi a sito singolo.
Ricerca sul meccanismo [27-28]. Zan Shujie et al. [11] hanno scoperto che i topi SAMP8 mostravano segni di compromissione della capacità di apprendimento spaziale e della memoria a breve termine a 4 mesi di età e l'espressione di un 1-42 nell'ippocampo era significativamente aumentata. Duan Liqi et al. [29] ha istituito un modello SAMP8 di topo a invecchiamento rapido e ha scoperto che la somministrazione del decotto di Xixin ha migliorato le loro capacità di apprendimento e memoria spaziale e ha ridotto la generazione e la deposizione di un 1-42 negli ippocampi e nei tessuti del colon.
1.1.3 Invecchiamento indotto
Il tipo di senescenza indotta è un modello animale AD in cui i disturbi metabolici sono indotti dall'iniezione sottocutanea o intraperitoneale di d-galattosio (D-GAL) per indurre l'invecchiamento. Questo metodo di modellazione presenta i vantaggi di basso costo sperimentale, risultati sperimentali stabili, metodo di modellazione semplice, breve tempo di modellazione e alta ripetibilità ed è stato ampiamente utilizzato dagli studiosi a casa e all'estero [30]. Ad esempio, Yu et al. [31] ha usato un modello di ratto invecchiamento indotto da D-gal e ha scoperto che la latenza di fuga dei ratti del modello era prolungata e il tempo in cui sono rimasti nel quadrante bersaglio è stato ridotto dopo il test del labirinto di acqua Morris. Oltre ai vantaggi di cui sopra, l'uso di D-Gal per costruire un modello di AD che invecchia ha ancora gli svantaggi di un lungo ciclo di modellazione, è molto probabile che gli animali sviluppino altre malattie o muoiono durante la modellazione e non esiste una patologia caratteristica correlata all'AD come una deposizione nel tessuto cerebrale [32]. Pertanto, viene spesso utilizzato per stabilire un modello composito e per costruire un modello animale AD insieme ad altri metodi di induzione. Ad esempio, Qu Yan et al. [12] ha stabilito un modello AD combinando l'iniezione sottocutanea di D-Gal con iniezione di oligomeri 1-42 nell'ippocampo. I risultati hanno mostrato che i topi modello hanno mostrato comportamenti simili all'ansia e compromissione della memoria di apprendimento spaziale e della memoria episodica. Inoltre, ci sono anche metodi di modellazione composita come D-Gal combinati con un oligomer, D-Gal combinato con cloruro di alluminio (ALCL3) e D-Gal combinati con nitrito di sodio [33], che può superare i limiti di un singolo modello che non può simulare tutte le manifestazioni patologiche di AD.
1.2 Lesioni indotte da iniezione AD Modello animale
L'eziologia e la patogenesi dell'AD sono relativamente complessi. Sulla base di diverse patogenesi, sono state proposte diverse ipotesi, tra cui l'ipotesi A, la fosforilazione anormale dell'ipotesi della proteina TAU, l'ipotesi colinergica, l'ipotesi del danno infiammatorio e l'ipotesi di avvelenamento da alluminio [34]. Sulla base di comprendere appieno l'eziologia e la patogenesi dell'AD, stabilire un modello animale AD strettamente correlato all'ipotesi della malattia è di grande significato per la valutazione del trattamento e la ricerca all'avanguardia dell'AD.
1.2.1 Un modello di animale iniezione
La patogenesi dell'AD è complessa e coinvolge molteplici fattori patogeni, tra cui l'ipotesi occupa una posizione dominante tra le attuali ipotesi [35]. La deposizione di A può innescare una reazione a cascata, promuovere la degenerazione strutturale delle reti neuronali, indurre danni sinaptici e perdita neuronale e causare atrofia neuronale irreversibile e neurodegenerazione nel cervello, che è un fattore chiave che causa AD [36]. Il modello di animali AD indotto da A prevede principalmente l'iniezione di frammenti in specifiche regioni cerebrali di animali per indurre una deposizione. Le regioni cerebrali comunemente iniettate includono l'ippocampo e i ventricoli laterali. Ad esempio, Zhang Jingfan et al. [13] ha replicato il modello di ratto AD iniettando 5 μl di soluzione 1-42 (10 ug) nell'ippocampo bilaterale dei ratti. Dopo la replicazione, i risultati del test del labirinto di acqua Morris hanno mostrato che la latenza di fuga dei ratti del modello era significativamente prolungata rispetto al gruppo vuoto e il numero di volte in cui la piattaforma è stata attraversata e il tempo trascorso nel quadrante della piattaforma era significativamente ridotto;
Allo stesso tempo, la colorazione dell'ematossilina-eosina (HE) ha rivelato che il numero di neuroni nei ratti del modello replicato era ridotto e alcuni dei nuclei cellulari hanno mostrato un restringimento; Un gran numero di cellule positive sono state osservate anche nella regione CA1 dell'ippocampo. I risultati di ricerca di cui sopra suggeriscono che l'iniezione di un 1-42 può causare una deposizione, un danno ai neuroni dell'ippocampo e le capacità di apprendimento e memoria compromesse nei ratti. Il modello A -indotto è una lesione acuta che può produrre rapidamente un modello patologico AD. Sono necessarie iniezioni ripetute per ottenere stabilità. Inoltre, l'iniezione impropria può facilmente portare ad un accumulo nel sito di iniezione, con conseguenti concentrazioni locali eccessive e danni locali.
1.2.2 Danno proteico Tau
La proteina Tau, una tubulina iperfosforilata, svolge un ruolo importante nell'apoptosi neuronale AD. L'ipotesi di fosforilazione anormale della proteina Tau contiene che la proteina tau sovrafosforilata perde la sua capacità di legarsi ai microtubuli e perde la sua funzione originale. Aggregati di proteine tau sovrafosforilati nelle cellule sotto forma di filamenti elicoidali a doppia elicoidale, filamenti diritti e scheletri aggrovigliati per formare grovigli neurofibrillari intracellulari (NFT), che alla fine portano a degenerazione neuronale e morte, formando così AD [37]. L'iniezione intracerebrale della proteina Tau può produrre strutture simili a NFT e accelerare la formazione di caratteristiche patologiche correlate nei topi del modello AD [38-39]. I vantaggi e gli svantaggi dell'iniezione della proteina Tau per replicare il modello AD sono gli stessi di quelli dell'iniezione a. Inoltre, è ampiamente utilizzata l'iniezione intracerebrale di inibitori dell'acido fosfatidico come l'acido okadaico, il che può anche portare all'iperfosforilazione della proteina tau. La proteina tau iperfosforilata è presente negli NFT all'interno dei neuroni, che è un'importante caratteristica patologica dell'AD [40]. Questo metodo di modellazione ha le caratteristiche del semplice funzionamento, a basso costo e ciclo di modellazione breve [41], ma il modello manca di lesioni amiloide.
Ad esempio, Çakır et al. [14] ha iniettato acido okadaico nei ventricoli bilaterali dei ratti per replicare il modello AD. I risultati hanno mostrato che i livelli di caspase -3, fosforilati-tau- (ser396), a, fattore di necrosi tumorale- (tnf-) e interleuchina -1 (il -1) nella corteccia cerebrale e nelle regioni di hippocampale L'esperimento di labirinto d'acqua Morris ha mostrato che l'iniezione di acido okadaico avrebbe compromesso la capacità di memoria spaziale dei ratti.
1.2.3 Modello di danno del sistema colinergico
Il sistema colinergico è responsabile della regolazione dell'apprendimento e delle capacità di memoria del corpo e il verificarsi e lo sviluppo dell'AD sono strettamente correlati alle anomalie in questo sistema. Agenti chimici comunemente usati che danneggiano il sistema colinergico includono colchicina e discopolamina. Questo modello manca delle caratteristiche patologiche tipiche dell'AD e alcuni agenti chimici che danneggiano il sistema colinergico hanno effetti reversibili, che sono incompatibili con il danno neurologico irreversibile dell'AD [42]. La colchicina è un alcaloide derivato dai semi della pianta colchicum. L'iniezione intracerebroventricolare di colchicina può causare compromissione della memoria progressiva e neurodegenerazione nei ratti, che è caratteristica di un modello sporadico di AD [43]. Lakshmisha et al. [15] ha usato la colchicina per indurre il modello di ratto AD per valutare gli effetti del resveratrolo e del resveratrolo combinati con Donepezil sull'espressione numerica di microglia e astrociti nel lobo frontale e l'ippocampo di ratti modello. I risultati hanno mostrato che il numero di microglia nei ratti del modello AD era significativamente aumentato. Sil et al. [16] ha scoperto che l'iniezione intracerebrale di colchicina può indurre cerebrale
La degenerazione neuronale dei cavalli e la risposta neuroinfiammatoria e l'aumento della degenerazione neuronale sono coerenti con l'aumento della risposta neuroinfiammatoria in quest'area, suggerendo che questo ratto modello può fungere da sporadico modello di AD.
L'ipotesi colinergica sostiene che la carenza colinergica causata dalla perdita di cellule colinergiche e dalla riduzione dell'acetilcolina (ACH) è una causa importante di AD precoce [44-45]. La scapolamina è un antagonista del recettore colinergico che può attraversare la barriera emato-encefalica per raggiungere il centro nervoso e legarsi ai recettori M nel sistema nervoso centrale, bloccando così il legame dei recettori per ACH, inibendo la funzione del sistema nervoso centrale, causando disturbi colinergici e in definitiva manifestazioni come l'apprendimento e la memoria Dysfunction [}]. La scolamina è uno dei metodi più utilizzati per stabilire modelli di annunci. Può inibire l'apprendimento e la memoria a breve termine, ma il suo effetto non è selettivo e non può identificare accuratamente il tipo di recettore in una regione cerebrale specifica. Manca anche di caratteristici cambiamenti patologici di AD, come l'iperfosforilazione della proteina Tau e una deposizione [48]. Yerraguravagari et al. [17] hanno usato la scopolamina per replicare un modello di ratto AD con l'apprendimento e la compromissione della memoria e hanno scoperto che le capacità di apprendimento e memoria dei ratti del modello replicato erano significativamente ridotti, i livelli di colinesterasi erano significativamente aumentati e il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) era ridotto. Oltre ai due agenti chimici che danneggiano il sistema colinergico sopra menzionato, alcuni ricercatori hanno usato l'immunotossina 192- IgG-saporein per stabilire un modello AD di danno al sistema colinergico [49].
1.2.4 Modello di neuroinfiammazione
Attualmente, sempre più studi hanno dimostrato che la neuroinfiammazione svolge anche un ruolo cruciale nel verificarsi e nello sviluppo di altre malattie degenerative come l'AD [2,50]. Il modello di neuroinfiammazione dell'AD si basa principalmente sul modello cellulare. Le microglia e gli astrociti sono importanti mediatori della neuroinfiammazione. L'attivazione e la proliferazione di queste due cellule si verificano prima della formazione di A e NFT [51]. Il modello di neuroinfiammazione AD è indotto principalmente da lipopolisaccaride (LPS) e streptozocina (STZ). LPS è un agente infiammatorio classico e un componente della parete cellulare esterna dei batteri Gram-negativi [52-53]. Se LPS entra nel corpo o nel cervello umano, provoca infiammazione e funge da endotossina, promuovendo così la patologia amiloide, la patologia tau e l'attivazione microgliale, portando alla neurodegenerazione in AD [54].
Xie et al. [18] ha stabilito un modello di neuroinfiammazione mediante iniezione intraperitoneale di LPS. I risultati hanno mostrato che la microglia nel tessuto cerebrale dei ratti del modello è stata attivata e che i livelli di IL -1, TNF- e IL -6 nel tessuto cerebrale sono stati aumentati, indicando che il modello di neuroinfiammazione è stato replicato con successo. L'attività spontanea, il nuovo riconoscimento degli oggetti e gli esperimenti di labirinto d'acqua Morris hanno mostrato che i ratti del modello avevano l'apprendimento compromesso e le capacità di memoria.
STZ è un derivato Nitrosourea. L'iniezione a basso dosaggio di STZ può interrompere l'omeostasi della segnalazione dell'insulina nel cervello, portando a disturbi del metabolismo energetico, una deposizione nel cervello, iperfosforilazione di tau [55] e neuroinfiammazione [56], che sono cambiamenti patologici simili all'AD sporadica. Può anche causare l'apprendimento compromesso e le capacità di memoria e la compromissione cognitiva [57]. È stato dimostrato che il modello AD indotto dall'iniezione intracerebroventricolare di STZ aumenta i livelli di fattori pro-infiammatori come TNF-, IL -1 e il -6 nel cervello [58] e sovraregolare il fattore nucleare-κB (NF-κB) [59]. Tuttavia, questo metodo di modellazione presenta anche carenze come il tasso di successo di modellazione instabile e un alto tasso di mortalità durante la modellazione [60]. Gáll et al. [19]
Nel 2015, i sintomi simili ad AD sono stati indotti nei ratti Wistar mediante iniezione intracerebroventricolare di STZ. I risultati del campo aperto, del nuovo riconoscimento degli oggetti e dei test del labirinto del braccio radiale hanno mostrato che i ratti del modello hanno mostrato un declino cognitivo comportamentale e un aumento significativo del livello di astrociti nell'ippocampo.
1.2.5 Modello di induzione dell'avvelenamento da alluminio
L '"ipotesi di avvelenamento da alluminio" sostiene che l'alluminio è neurotossico e può danneggiare i neuroni dopo essere entrati nel cervello, riducendo anche la funzione del sistema nervoso colinergico e l'apprendimento e le capacità di memoria [61]. Inoltre, l'alluminio può polimerizzare con A nel cervello, producendo così un gran numero di radicali liberi di ossigeno, promuovendo la perossidazione lipidica, portando a un danno a membrana dei neuroni dell'ippocampo e causando disfunzione cognitiva [62]. I modelli di avvelenamento da alluminio sono generalmente stabiliti mediante iniezione intracranica o sottocutanea di ALCL3 nei ratti. Ci sono anche alcuni studi che simulano i modelli di avvelenamento in alluminio mediante somministrazione orale di ALCL3. Questo modello è semplice da realizzare, a basso costo, ha un tasso di successo elevato e un basso tasso di mortalità. È anche di grande valore nell'identificare i marcatori diagnostici precoci per l'AD e ulteriori strategie per prevenire e trattare l'AD. Tuttavia, il modello di avvelenamento in alluminio può mostrare solo una singola caratteristica patologica AD e di solito deve essere combinato con altri metodi di modellazione per accelerare la formazione della patologia AD. Ad esempio, Cheng Houzhi et al. [20] ha alimentato i ratti con ALCL3 per 3 mesi consecutivi. I risultati dell'esperimento di navigazione del labirinto di acqua Morris hanno mostrato che i ratti del modello avevano una cattiva traiettoria di movimento e si sono deviati dalla piattaforma, indicando che il modello animale di avvelenamento da alluminio cronico ha un effetto tossico sul corpo e possono causare sintomi come la riduzione dell'apprendimento e la funzione della memoria e la disfunzione cognitiva.
