5×FAD转基因小鼠在阿尔茨海默病研究中的应用进展

5×FAD转基因小鼠(transgenic mice with five familial Alzheimer’s disease)是携带5个家族性基因突变的APP/PS1转基因小鼠,其中与β-淀粉样蛋白前体(amyloid precursor protein,APP)相关的突变为K670N/M671L(Swedish)、1716V(Florida)和V7171(London),与早老素-1(presenilin 1,PS1)相关的突变为MI46L和L286V。5×FAD小鼠在1.5月龄时脑内已有大量的β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ),2月龄时开始出现神经炎性斑(neuritic plaque,NP)。5×FAD小鼠的病理表型包括淀粉样斑块聚集、神经元丢失、神经胶质细胞增生和记忆功能障碍等。5×FAD小鼠的生物学特性可能涉及脑内Aβ斑块的形成变化、Tau蛋白过度磷酸化、突触功能障碍、神经炎症反应、线粒体功能障碍、血脑屏障损伤、神经元损伤、内质网应激和眼部病变等。作为阿尔茨海默病的经典动物模型,5×FAD转基因小鼠在早期即可模拟AD患者晚期的神经病理过程及行为学表现,被广泛应用于AD发病机制研究和AD新药开发。本文对5×FAD转基因小鼠模型的模型构建、生物学背景、生物学特性及AD防治药物的研发应用进行总结,以期为5×FAD转基因小鼠在AD研究中的应用提供参考与借鉴作用。

藏药旺拉活性成分对APP/PS1转基因5×FAD小鼠老年斑形成及炎症反应的影响

目的:研究藏药旺拉活性成分对APP/PS1双转基因5×FAD小鼠脑内老年斑和炎症反应的影响。方法:选取20只4月龄5×FAD小鼠,随机分成模型组(n=10)和藏药旺拉活性成分组(n=10);20只同月龄野生型(WT)小鼠随机分为正常对照组(n=10)和藏药旺拉活性成分对照组(n=10)。正常对照组与模型组给予蒸馏水灌胃,藏药旺拉活性成分各组灌胃藏药旺拉活性成分。给药80 d后,应用Morris水迷宫实验检测各组学习记忆功能,免疫组化染色检测脑部淀粉样斑块沉积情况,免疫荧光染色和Western Blot观察脑部β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积及离子钙结合接头分子1(Iba1)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达分布并进行定量分析,ELISA检测脑内炎症因子水平。结果:与模型组比较,藏药旺拉活性成分组小鼠水迷宫潜伏时间显著减少,穿越目标象限的次数和停留时间显著增加,脑部淀粉样斑块沉积显著减少,Aβ、Iba1、GFAP表达及TNF-α、IL-6、IL-β水平显著降低(P<0.05~P<0.001)。结论:藏药旺拉活性成分能改善5×FAD小鼠的学习记忆障碍,减少Aβ过度沉积和老年斑形成,降低脑内炎症反应,改善APP/PS1转基因5×FAD小鼠脑内病理特征。

白细胞介素6基因敲除对阿尔茨海默病5×FAD模型小鼠β淀粉样蛋白沉积和认知的影响

目的探讨白细胞介素6(IL-6)基因敲除对阿尔茨海默病5×FAD转基因小鼠认知及脑组织病理变化的影响。方法IL-6+/-小鼠与5×FAD小鼠杂交,构建5×FAD;IL-6^(-/-)小鼠模型,并选用3、10月龄子代小鼠进行实验。采用行为学实验对小鼠的认知记忆功能进行分析;采用HE染色和β淀粉样蛋白(Aβ)免疫组织化学染色检测小鼠脑组织病理变化。结果得到5×FAD;IL-6^(-/-)模型小鼠(3月龄n=20,10月龄n=5)及5×FAD同窝对照小鼠(3月龄n=26,10月龄n=24),子代小鼠数量符合孟德尔定律。新物体识别实验结果显示,与同月龄5×FAD小鼠相比,3月龄5×FAD;IL-6^(-/-)小鼠的探索指数显著升高,差异有统计学意义(q=3.890,P=0.002)。Morris水迷宫空间探索结果显示,与同月龄5×FAD小鼠相比,3月龄5×FAD;IL-6^(-/-)小鼠目标象限停留时间及穿台次数增加,差异有统计学意义(q=3.797,P=0.012;q=2.505,P=0.017)。免疫组织化学染色结果显示,IL-6基因敲除显著减少3、10月龄5×FAD小鼠海马(q=13.490,P=0.002;q=45.680,P<0.001)及皮层(q=16.830,P=0.001;q=14.180,P=0.001)的Aβ沉积,差异有统计学意义。结论IL-6基因敲除可明显改善阿尔茨海默病5×FAD模型小鼠的空间记忆能力,减少小鼠大脑Aβ沉积。

姬松茸多糖对阿尔茨海默病5×FAD转基因小鼠学习障碍的改善作用及机制研究

目的观察姬松茸多糖改善阿尔茨海默病5×FAD转基因小鼠学习障碍的作用,并探索其作用机制。方法4月龄阿尔茨海默病5×FAD转基因小鼠60只,雌雄各半,分为对照组(生理盐水组每次0.2 ml)、姬松茸多糖组(姬松茸多糖200 mg/kg)和石杉碱甲组(石杉碱甲0.1 mg/kg),每组20只,每日一次灌胃,持续60 d给药。给药结束后,采用Morris水迷宫及避暗实验评价各组小鼠学习和记忆能力;并通过Western blot检测各组实验小鼠海马中P53、Bcl-2、BAX及Caspase-3等凋亡蛋白的变化。结果与对照组比较,给予石杉碱甲及姬松茸多糖干预后能够增强5×FAD转基因小鼠的学习与记忆能力,脑部神经元的P53、BAX、Caspase-3的表达下降,Bcl-2的表达上升。结论姬松茸多糖能够提高阿尔茨海默病5×FAD转基因小鼠的学习与记忆能力,其作用可能与抑制海马神经元的凋亡有关。

β-细辛醚对AD小鼠脑中Aβ沉积的影响

石菖蒲为天南星科植物石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)的干燥根茎,为常用中药,有开窍豁痰、醒神益智等功效。药理学研究表明β-细辛醚是石菖蒲中的主要活性成分。文章研究β-细辛醚对阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)小鼠脑中Aβ沉积的影响。研究采用5×FAD转基因小鼠,由4月龄开始给予β-细辛醚灌胃,每天剂量为10 mg/kg,持续90 d。灌胃结束后,对小鼠脑组织进行冰冻切片,采用刚果红和组织免疫染色鉴定AD小鼠脑中老年斑的沉积情况。结果表明,β-细辛醚组AD小鼠脑中Aβ沉积斑块的数量显著减少,表明β-细辛醚在可减少5×FAD转基因小鼠老年斑的生成,改善AD的特征性病理表现。