Progresul cercetării sindroamelor bolii Alzheimer combinate cu modele animale
Feb 11, 2025
Abstract Boala Alzheimer (AD)este o boală neurodegenerativă comună. Medicina tradițională chineză este eficientă în tratarea anunțurilor. Combinația de boală și sindrom cu modelul animal este baza și premisa cercetării conexe. În această lucrare, sunt rezumate studii asupra modelelor de animale AD non-transgenice și a bolilor AD și a modelelor de animale combinate de sindrom. S-a constatat că, există opt modele comune de animale AD non-transgenice, inclusiv tipul de îmbătrânire (tip natural de îmbătrânire, tip de îmbătrânire rapidă, tip de îmbătrânire indus) și tip de daune indus de injecție (un model animal de injecție, tip de daune tau, model de deteriorare a sistemului colinergic, model de neuroinflamare și model de inducție de otrăvire de aluminiu). Sindroamele AD combinate cu modelele animale includ deficiență de rinichi/deficiență de rinichi/deficiență de rinichi Pulpa goală, orificiu de blocare a turbidității flegmei, stază de sânge de blocare a colateralelor, interblocare a stazei de flegmă, depresie hepatică și căldură de stagnare a lichidului de flegmă. În această lucrare, sunt revizuite avantajele și dezavantajele fiecărei metode de replicare a modelului, pentru a oferi referință și sprijin pentru studiul viitor al bolilor AD și sindromului combinat cu modelele animale.
Cuvinte cheie boala Alzheimer; model animal;combinație de boală și sindrom;Progresul cercetării
Boala Alzheimer (AD)este o boală neurodegenerativă strâns legată de îmbătrânire, caracterizată prin deficiență cognitivă progresivă și de memorie [1]. Incidența AD crește odată cu vârsta. AD este cea mai frecventă cauză a demenței, reprezentând 60% până la 70% din cazurile de demență [2]. Există aproape 15,07 milioane de pacienți cu demență în țara mea, dintre care aproximativ 9,83 milioane sunt pacienți cu AD [3]. Boala are un debut insidios și se caracterizează prin progresie continuă, care afectează grav calitatea vieții pacientului și impune o povară economică imensă familiei și societății pacientului [4].
Experimentele pe animale sunt o forță motrice importantă pentru dezvoltarea medicamentului și o punte între medicina de bază și cea clinică. Stabilirea unui model animal corect este o bază experimentală indispensabilă și o condiție prealabilă pentru efectuarea experimentelor pe animale. În prezent, modelele de animale AD utilizate frecvent sunt împărțite aproximativ în patru tipuri: „tip de îmbătrânire, tip indus de injecție, tip transgenic și tip combinat” [5].
Noi suplimente de cistanie pe bază de plante pentru boala anti-Alzheimer (AD
Modelul animal combinat cu sindrom de boală este un produs derivat dezvoltat sub îndrumarea combinației dintre ideile diferențierii tradiționale de medicină chineză și teoriile medicale moderne. Caracteristicile modelului sunt că replică aceiași sau similari factori ca bolile umane și sindroamele la animale, simulând în același timp informații legate de „boală” și „sindrom”. Este mai convingător decât modelele animale de „boală” simplă sau simplă „sindrom” [6]. Pentru a explora în continuare mecanismul de acțiune al medicinei tradiționale chineze în tratamentul AD și evaluarea eficacității medicinei tradiționale chineze, stabilirea unui model de animale combinate cu sindrom de boală standardizat este un mijloc important pentru promovarea modernizării medicinei tradiționale chineze și are o semnificație mare [7]. Prin urmare, acest articol examinează în mod sistematic metodele de pregătire a modelelor de animale AD care nu sunt transgenice comune și avantajele și dezavantajele lor respective. Pe această bază, rezumă modelele de animale combinate de sindrom de boală AD existentă și rezumă metodele lor de construcție, modelele de evaluare etc., pentru a oferi o referință pentru cercetările privind modelele de animale combinate de sindrom de boală și pentru a oferi o bază de model animal pentru cercetarea viitoare a TCM pe AD (Figura 1).
Figura 1 General al modelului animal non-transgenic AD și al modelului de animale combinate de boală syndrom
Tabelul1 Rezumatul caracteristicilor modelelor de animale AD care nu sunt transgenice
1.1 Modele de animale de îmbătrânire
AD este o boală neurodegenerativă strâns legată de îmbătrânire. Este de o importanță deosebită să construiți un model animal care este similar cu îmbătrânirea și în concordanță cu manifestările clinice ale pacienților vârstnici pentru a studia în continuare îmbătrânirea. În prezent, modelele de animale AD pentru îmbătrânire comună includ trei tipuri: „tip natural de îmbătrânire, tip de îmbătrânire rapidă și tip de îmbătrânire indus”.
1.1.1 tip natural de îmbătrânire
AD -ul este frecvent la persoanele de peste 65 de ani [21]. Modelele naturale de îmbătrânire folosesc în general șoareci și șobolani. Vârsta șoarecilor în vârstă este de 12 până la 20 de luni, vârsta șobolanilor în vârstă timpurie este de 21 până la 26 de luni [22], iar vârsta șobolanilor în vârstă târzie este de 30 până la 32 de luni [23]. Modelul natural de îmbătrânire arată o scădere a abilităților de învățare și memorie, însoțită de atrofia neuronilor creierului, care este în concordanță cu manifestările clinice ale pacienților vârstnici [5]. În comparație cu primatele non-umane, experimentele de rozătoare au un ciclu experimental mai scurt, sunt relativ economice și economisesc timp și efort [8]. Dezavantajul este că modelele de animale îmbătrânite în mod natural nu pot simula toate manifestările AD și sunt predispuse la moarte în timpul experimentului. De exemplu, Lu Xia și colab. [9] a găsit proteina tau cu greutate moleculară mare în materie cenușie, materie albă și măduva spinării a șobolanilor peste 24 de luni. De asemenea, au descoperit că conținutul de greutate moleculară medie tau în materie cenușie și materie albă a acestor șobolani a fost semnificativ mai mare decât cel din grupul adult, ceea ce poate fi un răspuns compensator la procesul de îmbătrânire. Gao Lin și colab. [10] a constatat că capacitatea de memorie a șobolanilor în vârstă (peste 12 luni) a fost afectată și o cantitate mare de 1-42 a fost depusă în hipocamp, însoțită de contracție sau pierderea neuronilor și infiltrarea celulelor gliale.
1.1.2 tip de îmbătrânire rapidă
Mouse -ul accelerat de senescență (SAM) este derivat din consangvinarea șoarecilor AKR/J și este împărțit în nouă substraturi. Printre aceștia, SAMP8 este un model de îmbătrânire recunoscut pe scară largă. Țesutul său cerebral conține o cantitate mare de proteină amiloidă depusă (A), ceea ce indică faptul că modelul SAMP8 are caracteristici similare cu principalele modificări patologice ale AD. Prin urmare, este un model relativ matur pentru studierea AD [24] și este adesea utilizat în studiul deficitelor de învățare și memorie și mecanisme legate de îmbătrânire [25-26]. Șoarecii samp8 au prezentat semne de îmbătrânire, cum ar fi căderea părului la vârsta de 4 luni. La vârsta de 5 luni, la șoareci au fost observate o scădere a numărului de neuroni, metabolismul anormal al neurotransmițătorului și atrofia celulelor nervoase. În același timp, s -au produs schimbări precum scăderea învățării și capacitatea de memorie și afectarea cognitivă. La vârsta de 8 luni, au apărut modificări ale dendritelor, sinapselor și neuronilor, care au fost în concordanță cu caracteristicile clinice și modificările neuropatologice ale pacienților cu AD. Cu toate acestea, ciclul său de viață scurt, prețul ridicat și mecanismele complexe implicate îl fac impropriu pentru cercetarea pe termen lung și studiile cu un singur site.
Cercetări asupra mecanismului [27-28]. Zan Shujie și colab. [11] au constatat că șoarecii SAMP8 au arătat semne de capacitate de învățare spațială afectată și memorie pe termen scurt la vârsta de 4 luni, iar expresia unui 1-42 în hipocamp a fost semnificativ crescută. Duan Liqi și colab. [29] a stabilit un model SAMP8 de șoarece cu îmbătrânire rapidă și a constatat că administrarea de decoct Xixin și -a îmbunătățit abilitățile spațiale de învățare și memorie și a redus generarea și depunerea unui 1-42 în hipocamp și țesuturi de colon.
1.1.3 Îmbătrânire indusă
Tipul senescenței induse este un model de animale AD în care tulburările metabolice sunt induse de injecția subcutanată sau intraperitoneală de D-galactoză (D-Gal) pentru a induce îmbătrânirea. Această metodă de modelare are avantajele costurilor experimentale scăzute, rezultatelor experimentale stabile, metoda simplă de modelare, timpul de modelare scurt și repetabilitatea ridicată și a fost utilizată pe scară largă de savanții acasă și în străinătate [30]. De exemplu, Yu și colab. [31] a folosit un model de șobolan îmbătrânit indus de D și a constatat că latența de evacuare a șobolanilor model a fost prelungită și timpul în care au rămas în cadranul țintă a fost redus după testarea labirintului de apă Morris. În plus față de avantajele de mai sus, utilizarea D-Gal pentru a construi un model AD îmbătrânit are încă dezavantajele unui ciclu de modelare lung, animalele sunt foarte susceptibile să dezvolte alte boli sau să moară în timpul modelării și nu există o patologie caracteristică legată de AD, cum ar fi o depunere în țesutul creierului [32]. Prin urmare, este adesea utilizat pentru a stabili un model compus și pentru a construi un model de animale AD împreună cu alte metode de inducție. De exemplu, Qu Yan și colab. [12] a stabilit un model AD prin combinarea injecției subcutanate de D-Gal cu injectarea unei oligomere 1-42 în hipocamp. Rezultatele au arătat că șoarecii model au arătat comportamente asemănătoare anxietății și deteriorarea memoriei de învățare spațială și a memoriei episodice. În plus, există, de asemenea, metode de modelare compozită, cum ar fi D-Gal, combinate cu un oligomer, D-Gal combinat cu clorura de aluminiu (ALCL3) și D-Gal combinată cu nitritul de sodiu [33], care poate depăși limitările unui singur model care nu poate simula toate manifestările patologice ale AD.
1.2 Modelul de animale indus de injecție indus de injecție
Etiologia și patogeneza AD sunt relativ complexe. Pe baza patogenezei diferite, au fost propuse mai multe ipoteze, incluzând ipoteza, fosforilarea anormală a ipotezei proteice tau, ipoteza colinergică, ipoteza de leziuni inflamatorii și ipoteza intoxicației cu aluminiu [34]. Pe baza înțelegerii pe deplin a etiologiei și a patogenezei AD, stabilirea unui model de animale AD care este strâns legat de ipoteza bolii are o importanță deosebită pentru evaluarea tratamentului și cercetarea de ultimă oră a AD.
1.2.1 Un model de animal de injecție
Patogeneza AD este complexă și implică mai mulți factori patogeni, printre care ipoteza A ocupă o poziție dominantă între ipotezele actuale [35]. Depunerea unei reacții de cascadă poate declanșa o reacție în cascadă, poate promova degenerarea structurală a rețelelor neuronale, induce leziuni sinaptice și pierderi neuronale și poate provoca atrofie neuronală ireversibilă și neurodegenerare în creier, care este un factor cheie care provoacă AD [36]. Modelul animal AD indus de A implică în principal injectarea unui fragmente în regiuni cerebrale specifice ale animalelor pentru a induce o depunere. Regiunile creierului injectate în mod obișnuit includ hipocampul și ventriculele laterale. De exemplu, Zhang Jingfan și colab. [13] a replicat modelul de șobolan AD injectând 5 µl dintr -o soluție 1-42 (10 UG) în hipocampul bilateral al șobolanilor. După replicare, rezultatele testului labirintului de apă Morris au arătat că latența de evacuare a șobolanilor model a fost semnificativ prelungită în comparație cu grupul gol, iar numărul de ori în care platforma a fost încrucișată și timpul petrecut în cadranul platformei a fost semnificativ redus;
În același timp, colorarea hematoxilinei-eozinei (HE) a relevat că numărul de neuroni la șobolani cu modelul replicat a fost redus, iar o parte din nucleele celulare au arătat contracție; Un număr mare de celule A -pozitive au fost, de asemenea, observate în regiunea CA1 a hipocampului. Rezultatele cercetărilor de mai sus sugerează că injectarea unui 1-42 poate provoca o depunere, deteriorarea neuronilor hipocampali și abilitățile de învățare și memorie afectată la șobolani. Modelul indus de A este o vătămare acută care poate produce rapid un model patologic AD. Injecțiile repetate sunt necesare pentru a obține stabilitatea. În plus, injecția necorespunzătoare poate duce cu ușurință la o acumulare la locul de injecție, ceea ce duce la concentrații locale excesive și daune locale.
1.2.2 Daune proteice tau
Proteina tau, o tubulină hiperfosforilată, joacă un rol important în apoptoza neuronală AD. Ipoteza anormală de fosforilare a proteinei tau susține că proteina tau suprafosforilată își pierde capacitatea de a se lega de microtubuli și își pierde funcția inițială. Agregate de proteine tau suprafosforilate în celule sub formă de filamente duble elicoidale, filamente drepte și schelete încurcate pentru a forma încurcături neurofibrilare intracelulare (NFT), care în cele din urmă duc la degenerare neuronală și moarte, formând astfel AD [37]. Injecția intracerebrală a proteinei tau poate produce structuri asemănătoare NFTS și poate accelera formarea caracteristicilor patologice conexe la șoarecii model AD [38-39]. Avantajele și dezavantajele injectării proteinei tau pentru a reproduce modelul AD sunt aceleași cu cele ale injectării a. În plus, injecția intracerebrală a inhibitorilor de acid fosfatidic, cum ar fi acidul okadaic, este în prezent utilizată pe scară largă, ceea ce poate duce și la hiperfosforilarea proteinei tau. Proteina tau hiperfosforilată este prezentă în NFT în neuroni, ceea ce este o caracteristică patologică importantă a AD [40]. Această metodă de modelare are caracteristicile funcționării simple, a costurilor reduse și a ciclului de modelare scurtă [41], dar modelul nu are leziuni amiloide.
De exemplu, çakır și colab. [14] a injectat acid Okadaic în ventriculele bilaterale ale șobolanilor pentru a reproduce modelul AD. Rezultatele au arătat că nivelurile de caspază -3, fosforilate-tau- (ser396), a, factor de necroză tumorală- (tnf-) și interleukină -1 (IL -1) au crescut în cortexul cerebral. Experimentul de labirint de apă Morris a arătat că injecția de acid okadaic ar afecta capacitatea de memorie spațială a șobolanilor.
1.2.3 Model de deteriorare a sistemului colinergic
Sistemul colinergic este responsabil pentru reglarea abilităților de învățare și memorie ale organismului, iar apariția și dezvoltarea AD este strâns legată de anomalii din acest sistem. Agenții chimici folosiți frecvent care deteriorează sistemul colinergic includ colchicina și scopolamina. Acest model nu are caracteristicile patologice tipice ale AD și unii agenți chimici care deteriorează sistemul colinergic au efecte reversibile, ceea ce este inconsistent cu deteriorarea neurologică ireversibilă a AD [42]. Colchicina este un alcaloid derivat din semințele Plant Colchicum. Injecția intracerebroventriculară de colchicină poate provoca deficiență progresivă a memoriei și neurodegenerare la șobolani, ceea ce este caracteristic unui model sporadic de AD [43]. Lakshmisha și colab. [15] a folosit colchicina pentru a induce modelul de șobolan AD pentru a evalua efectele resveratrolului și resveratrolului combinat cu donepezil asupra expresiei numerice a microgliei și astrocitelor în lobul frontal și al hipocampului șobolanilor model. Rezultatele au arătat că numărul de microglie la șobolani cu model AD a fost semnificativ crescut. Sil și colab. [16] a constatat că injecția intracerebrală de colchicină poate induce cerebral
Degenerarea neuronală a calului și răspunsul neuroinflamator, iar creșterea degenerării neuronale este în concordanță cu creșterea răspunsului neuroinflamator în această zonă, ceea ce sugerează că acest model de șobolan poate servi drept model sporadic al AD.
Ipoteza colinergică susține că deficiența colinergică cauzată de pierderea celulelor colinergice și reducerea acetilcolinei (ACH) este o cauză importantă a AD timpuriu [44-45]. Scopolamina este un antagonist al receptorului M colinergic care poate traversa bariera sânge-creier pentru a ajunge la centrul nervos și se poate lega de receptorii M din sistemul nervos central, blocând astfel legarea receptorilor la ACh, inhibând funcția sistemului nervos central, provocând tulburări colinergice [ Scopolamina este una dintre cele mai utilizate metode pentru stabilirea modelelor AD. Poate inhiba învățarea și memoria pe termen scurt, dar efectul său este neselectiv și nu poate identifica cu exactitate tipul de receptor într-o regiune creier specifică. De asemenea, îi lipsește modificări patologice caracteristice ale AD, cum ar fi hiperfosforilarea proteinei tau și o depunere [48]. Yerraguravagari și colab. [17] a utilizat scopolamina pentru a reproduce un model de șobolan AD cu deficiență de învățare și memorie și a constatat că abilitățile de învățare și memorie ale șobolanilor model replicate au fost semnificativ reduse, nivelurile de colinesterază au fost semnificativ crescute și factorul neurotrofic derivat din creier (BDNF) a fost scăzut. În plus față de cei doi agenți chimici care deteriorează sistemul colinergic menționat mai sus, câțiva cercetători au utilizat imunotoxina 192- IgG-Saporin pentru a stabili un model AD al daunelor sistemului colinergic [49].
1.2.4 Model de neuroinflamare
În prezent, tot mai multe studii au arătat că neuroinflamarea joacă, de asemenea, un rol crucial în apariția și dezvoltarea altor boli degenerative, cum ar fi AD [2,50]. Modelul de neuroinflamare a AD se bazează în principal pe modelul celular. Microglia și astrocitele sunt mediatori importanți ai neuroinflamării. Activarea și proliferarea acestor două celule apar înainte de formarea A și NFTS [51]. Modelul de neuroinflamare AD este indus în principal de lipopolizaharide (LPS) și streptozocină (STZ). LPS este un agent inflamator clasic și o componentă a peretelui celular exterior al bacteriilor gram-negative [52-53]. Dacă LPS intră în corpul uman sau creierul, provoacă inflamație și acționează ca o endotoxină, promovând astfel patologia amiloidă, patologia tau și activarea microglială, ceea ce duce la neurodegenerare în AD [54].
Xie și colab. [18] a stabilit un model de neuroinflamare prin injecția intraperitoneală de LPS. Rezultatele au arătat că microglia din țesutul cerebral al șobolanilor model au fost activate, iar nivelurile de IL -1, TNF- și IL -6 în țesutul creierului au fost crescute, ceea ce indică faptul că modelul de neuroinflamare a fost replicat cu succes. Activitatea spontană, recunoașterea obiectelor noi și experimentele de labirint de apă Morris au arătat că șobolanii model au afectat abilități de învățare și memorie.
STZ este un derivat de nitrosourea. Injecția cu doze mici de STZ poate perturba homeostazia semnalizării insulinei în creier, ceea ce duce la tulburări de metabolism energetic, o depunere în creier, hiperfosforilarea tau [55] și neuroinflamarea [56], care sunt modificări patologice similare cu AD sporadic. De asemenea, poate provoca abilități de învățare și memorie afectate și deficiențe cognitive [57]. S-a demonstrat că modelul AD indus de injecția intracerebroventriculară de STZ crește nivelurile de factori pro-inflamatori, cum ar fi TNF-, IL -1, și IL -6 în creier [58] și reglează factorul nuclear-κB (NF-κB) [59]. Cu toate acestea, această metodă de modelare are, de asemenea, deficiențe precum rata de succes instabilă de modelare și rata ridicată a mortalității în timpul modelării [60]. Gáll și colab. [19]
În 2015, simptomele asemănătoare AD au fost induse la șobolani Wistar prin injecția intracerebroventriculară de STZ. Rezultatele câmpului deschis, recunoașterea obiectelor noi și testele de labirint radial de braț au arătat că șobolanii model au arătat declinul comportamental cognitiv și o creștere semnificativă a nivelului de astrocite în hipocamp.
1.2.5 Model de inducție de otrăvire din aluminiu
„Ipoteza otrăvirii din aluminiu” susține că aluminiul este neurotoxic și poate deteriora neuronii după intrarea în creier, reducând totodată funcția sistemului nervos colinergic și a abilităților de învățare și memorie [61]. În plus, aluminiul poate polimeriza cu A în creier, producând astfel un număr mare de radicali fără oxigen, promovând peroxidarea lipidelor, ceea ce duce la deteriorarea membranei a neuronilor hipocampali și provocând disfuncție cognitivă [62]. Modelele de otrăvire din aluminiu sunt de obicei stabilite prin injecție intracraniană sau subcutanată de ALCL3 la șobolani. Există, de asemenea, câteva studii care simulează modelele de otrăvire din aluminiu prin administrarea orală a ALCL3. Acest model este simplu de făcut, cu costuri reduse, are o rată de succes ridicată și o rată de mortalitate scăzută. De asemenea, este de mare valoare în identificarea markerilor de diagnostic precoce pentru AD și în formularea suplimentară a strategiilor pentru prevenirea și tratarea AD. Cu toate acestea, modelul de intoxicație din aluminiu poate arăta doar o singură caracteristică patologică AD și de obicei trebuie să fie combinat cu alte metode de modelare pentru a accelera formarea patologiei AD. De exemplu, Cheng Houzhi și colab. [20] a hrănit șobolani cu ALCL3 timp de 3 luni consecutive. Rezultatele experimentului de navigație labirint de apă Morris au arătat că șobolanii model au avut o traiectorie de mișcare slabă și s -au abătut de la platformă, ceea ce indică faptul că modelul de animale cronice de intoxicație din aluminiu are un efect toxic asupra organismului și poate provoca simptome precum scăderea funcției de învățare și memorie și disfuncție cognitivă.
