AD是老年癡呆的主要類(lèi)型(50％～70％)，是腦老化過(guò)程中發(fā)生和發(fā)展的記憶衰退，認知障礙，智能下降，語(yǔ)言模糊，行為怪異的漸進(jìn)性與退行性疾病。AD的病因有：AD相關(guān)基因突變和多型性，神經(jīng)細胞鈣穩態(tài)失調和自由基代謝異常，神經(jīng)細胞凋亡等。

　　由于A(yíng)D的發(fā)病機制尚不清楚，給AD模型動(dòng)物的研制帶來(lái)了很大的困難，至今還沒(méi)有一個(gè)能夠準確反映AD特征的理想的動(dòng)物模型。近年來(lái)許多學(xué)者致力于尋找和研究AD動(dòng)物模型，對AD模型的報道有較多，大致可分為以下幾類(lèi)。

　　一、 膽堿能損傷致癡呆模型(Model of dementia induced with cholinerver impair)

　　現已公認，膽堿能活動(dòng)參與人的記憶與認知功能。AD病程中膽堿能神經(jīng)元的退化被認為是造成癡呆的重要病理因素。因此，動(dòng)物模型主要是模擬其病理機制損傷膽堿能神經(jīng)功能，主要包括物理?yè)p傷、化學(xué)藥物損傷等模型。

　　1.穹?。ｑR傘切斷致癡呆大鼠模型(Model of hippocampal fimbria-fornix transection)

　　(1)復制方法  雄性大鼠，體重為250～300g。以水合氯醛(按350～400mg/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按50～60mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉大鼠，剃除頭頂部毛發(fā)后固定于腦立體定位儀上，手術(shù)區皮膚消毒，切開(kāi)皮膚，暴露顱骨。參照大鼠腦立體定位圖譜(國內多選用包新民的大鼠腦立體定向圖譜)，在前囟后2mm、中線(xiàn)外1mm處，用牙科鉆鑿開(kāi)顱骨，切開(kāi)硬腦膜，用雙刃刀置于上述部位的腦表面，降刀4.5mm，外移1mm，再降刀1mm，外移1.5mm，最后上下抽動(dòng)刀20次，以完全切斷穹隆一海馬傘?？尚袉蝹?，也可行雙側穹隆一海馬傘切除。術(shù)后連續應用頭孢唑啉鈉(50mg/kg體重，ip)或慶大霉素(每只2萬(wàn)U/d，im)抗炎5d。迷宮測試顯示，該模型動(dòng)物的學(xué)習能力明顯下降，與抗膽堿藥物引起的學(xué)習行為障礙相似。

　　(2)模型特點(diǎn)與比較醫學(xué)  該模型屬于物理?yè)p傷模型，較好地模擬了AD前腦膽堿能系統的損害?？捎糜谟^(guān)察擬膽堿藥物的藥效學(xué)評價(jià)，還可觀(guān)察藥物對神經(jīng)功能損傷的修復作用，是老年性癡呆臨床前藥效學(xué)研究的重要模型。該模型的不足之處是雖然具有學(xué)習記憶功能的損害，但并不出現老年斑、神經(jīng)纖維纏結和淀粉樣蛋白沉積等最典型的組織病理學(xué)特征，也無(wú)AD患者全身多系統功能衰老的表現。且毀損范圍較大，目前已不多用。

　　2.注射鵝膏氨酸致癡呆模型(Model of injected ibotenic acid IBO)

　　(1)復制方法  雄性大鼠，體重為250～300g。以水合氯醛(按350～400mg/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按50～60mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉大鼠，剃除頭頂部毛發(fā)后固定于腦立體定位儀上，手術(shù)區皮膚消毒，切開(kāi)皮膚，暴露顱骨。前囟后0.8mm、中線(xiàn)旁3mm處以牙科鉆鉆開(kāi)顱骨，參照立體定位圖譜，用微量注射器于顱骨下7.4mm(邁內特(Meynert)核)處緩慢推注IBO 5～10μg/0.5～1μl(溶解于0.5mol/L的PBS中，濃度為1％)。中線(xiàn)對側對稱(chēng)部位同法同量注射后，縫合頭皮，再次消毒切口。局部傷口縫合前，宜以慶大霉素處理防止感染(3～5滴，2.50×10000U/kg體重)。假手術(shù)組相同部位注射等量的PBS。

　　大鼠注射IBO后有咬前肢現象，注意保護前肢。給IBO后1～35d避暗法行為實(shí)驗的潛伏期明顯下降；10d后前腦皮層和海馬的膽堿乙酰轉移酶活性降低，M型乙酰膽堿受體結合容量下降，大腦基底核大細胞性神經(jīng)團面積變小，細胞數量減少，突觸數量顯著(zhù)減少；30d后檢測到海馬及丘腦組織中5-HT含量明顯下降。

　　(2)模型特點(diǎn)  該模型屬化學(xué)藥物損傷模型，為興奮性毒素致基底核損害所致。鵝膏氨酸是谷氨酸受體激動(dòng)劑，注入基底前腦后能特異性地激動(dòng)膽堿能神經(jīng)元的胞體，使之過(guò)度興奮，繼而引發(fā)胞內Ca2+超載等一系列反應，造成該區域膽堿能神經(jīng)元的損毀。同時(shí)可激活一氧化氮合成酶，使NO生成增多，進(jìn)一步加重了神經(jīng)元的損傷，最終導致動(dòng)物行為遲鈍、學(xué)習及記憶能力下降等擬似癡呆癥狀。興奮性毒素還包括紅藻酸鈉、N-甲基天門(mén)冬氨酸、使君子酸等。

　　(3)比較醫學(xué)  這種興奮性毒素所產(chǎn)生的損害只能模擬AD基底前腦膽堿能缺陷，而這些動(dòng)物的海馬ChAT則不受影響。此模型雖然不能反映老年癡呆發(fā)生的病因，也不能產(chǎn)生其組織病理學(xué)特征(如老年斑和神經(jīng)纖維纏結等)，但能代表導致學(xué)習記憶功能減退最直接的病理基礎——基底前腦膽堿能神經(jīng)元的缺失，因此仍是目前老年性癡呆臨床前藥效學(xué)研究的主要動(dòng)物模型之一。

　　3.東莨菪堿致膽堿能損傷擬癡呆小鼠模型(Model of cholinerver impair induced by scopolamine)

　　(1)復制方法  參看學(xué)習記憶實(shí)驗法章節中介紹的記憶獲得障礙。

　　(2)模型特點(diǎn)  由于東莨菪堿為M受體阻斷劑，可阻斷乙酰膽堿對M受體的激動(dòng)作用，造成了學(xué)習記憶功能障礙。但是該模型不直接引起膽堿能神經(jīng)缺失，也屬于化學(xué)藥物損傷模型，且恢復快是其局限性，可用于早期藥物的篩選。

　　4.D-半乳糖損害模型(Model of impair by D-galactase)

　　(1)復制方法  實(shí)驗動(dòng)物可選擇成年大鼠或小鼠。小鼠每日經(jīng)皮下注射或腹腔注射5％D-半乳糖生理鹽水溶液0.5ml，連續注射40d，大鼠皮下注射10％D-半乳糖50mg/(kg·d)，連續6～7周，可造成擬癡呆模型。

　　(2)模型特點(diǎn)  D-半乳糖是機體的正常營(yíng)養成分。當半乳糖過(guò)多時(shí)可由半乳糖氧化酶催化生成醛糖和過(guò)氧化氫，產(chǎn)生超氧陰離子自由基。過(guò)量的超氧自由基可引起神經(jīng)元細胞的損傷，使大腦皮層和海馬神經(jīng)元中的mRNA表達水平明顯下降，腦內總RNA和蛋白質(zhì)含量下降，腦內神經(jīng)元密度降低，從而造成動(dòng)物學(xué)習記憶能力的下降及機體的衰老，并引起全身代謝紊亂，產(chǎn)生各器官功能衰退。

　　(3)比較醫學(xué)  D-半乳糖損害模型是由我國學(xué)者于1991年首先提出的，在國內廣泛應用于抗衰老的研究，屬化學(xué)物質(zhì)損傷模型。它可以模擬AD的氧化損傷，使小鼠的學(xué)習記憶下降、腦內膽堿能神經(jīng)功能衰退、神經(jīng)遞質(zhì)代謝異常、皮層和海馬神經(jīng)元損傷。細胞超微結構顯示神經(jīng)元中細胞器減少、線(xiàn)粒體膨脹呈空泡樣變形、粗面內質(zhì)網(wǎng)脫顆粒、蛋白質(zhì)合成減少等與AD類(lèi)似的改變。這與機體衰老所造成的腦老化相符合。但此模型對AD缺乏針對性，目前國外很少使用。

　　二、 老化致癡呆模型(Model of dementia induced with ageing)

　　AD與正常衰老有一定關(guān)系，且老齡動(dòng)物的某些表現與老年人有相似之處，由此產(chǎn)生了以老年動(dòng)物代替動(dòng)物模型。形態(tài)學(xué)觀(guān)察表明，老年大鼠的隔區、斜角帶核及邁內特(Meynert)基底核中的神經(jīng)元萎縮、缺失，同時(shí)出現感覺(jué)、運動(dòng)及學(xué)習記憶等多種功能降低，并且這一系列變化均與老年大鼠的膽堿能活動(dòng)降低有關(guān)。

　　1.自然衰老動(dòng)物(natural senescence animals)

　　(1)實(shí)驗方法  實(shí)驗動(dòng)物為大白鼠，雌雄皆可，24月齡以上。行為檢驗工具為Morris水迷宮分析系統，進(jìn)行定位航行實(shí)驗和空間探索試驗。也可采用穿梭箱法檢驗動(dòng)物的記憶功能。

　　(2)模型特點(diǎn)與比較醫學(xué)  需選3～6月齡的青年鼠為正常對照鼠。該模型是較為接近AD實(shí)際病理改變的動(dòng)物模型，在此基礎上觀(guān)察老年性癡呆治療藥物能較好地反映藥物的作用機制和效果。其不足之處在于：①由于A(yíng)D是一種不同于正常衰老的進(jìn)行性神經(jīng)功能衰退性疾病，故老年動(dòng)物有其局限性，它只是部分模擬了與人正常衰老相關(guān)的神經(jīng)生化改變，腦內極少形成神經(jīng)纖維纏結及淀粉樣蛋白沉淀等 AD所特有的典型組織病理學(xué)特征，因此不能全面模擬AD的變化。②有實(shí)驗材料較難得、需長(cháng)時(shí)間飼養、死亡率高、實(shí)驗周期長(cháng)等缺點(diǎn)，大大限制了該模型的應用。③老年動(dòng)物健康狀況的差異，以及在藥物吸收、代謝和分布上的變異性，有時(shí)會(huì )產(chǎn)生統計學(xué)意義不確定的結果。

　　2.快速老化小鼠(senescence accelerated mouse, SAM)

　　(1)模型介紹  快速老化小鼠分為快速老化亞系(senescence accelerated mouse/prone，SAM-P)及抗快速老化亞系(senescence accelerated mouse/resistance,SAM- R)，是由日本京都大學(xué)首次培育成功，經(jīng)20多代交配近繁，獲得了遺傳性與病理表型一致，符合近交系標準的新系列。 SAM-P已有12個(gè)品系，其中有兩個(gè)亞品系P8和P10除具有P品系的一般老化癥狀外，還伴隨著(zhù)快速老化出現的學(xué)習記憶力障礙和低恐怖和低緊張狀態(tài)，為腦老化癡呆模型小鼠。兩亞系的共同點(diǎn)是都具有認知障礙。在青春期出現脫毛、被毛粗雜、活動(dòng)低下、白內障、角膜混濁、骨質(zhì)疏松等老化現象。且在渡過(guò)生長(cháng)期后，伴快速老化自然發(fā)生，小鼠腦內β-淀粉樣蛋白的前體蛋白(APP)mRNA的表達明顯增加，可出現類(lèi)似老年斑的異常顆粒聚積。

　　(2)模型特點(diǎn)

　　SAM-P8系：SAM—P8主要以學(xué)習記憶功能呈增齡性加速衰退，中樞神經(jīng)系統如皮層、海馬等部位發(fā)生病理學(xué)改變?yōu)橹?。在增齡過(guò)程中腦內有大量Aβ沉淀，大腦皮層和海馬部位Ach，NA，DA降低以及阿片肽、GABA升高，5-HT表現為先升高后降低。葡萄糖代謝障礙，免疫功能異常(表現為NK細胞活性降低、反應性小膠質(zhì)細胞介導的自身免疫機能紊亂)，下丘腦一垂體前葉-腎上腺軸及性腺軸亢進(jìn)。氧化應激反應則發(fā)生在大腦皮層出現病理學(xué)改變之前，表現為脂質(zhì)過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫、蛋白質(zhì)羰基含量等明顯升高。

　　SAM-P10系：SAM-P10是惟一發(fā)生與衰老相關(guān)腦萎縮的嚙齒類(lèi)動(dòng)物，可出現自發(fā)性且發(fā)展迅速的廣泛性腦萎縮，具有可遺傳性特征。最易受累部位是大腦新皮層前部、后部、梨狀皮層、嗅核、杏仁體、豆狀核尾部、中隔、小腦皮層等，海馬、腦干、間腦不易發(fā)生。SAM-P10鼠在尾懸掛和游泳實(shí)驗中呈現明顯的抑郁現象，研究表明，這與增齡過(guò)程中海馬β-APP mRNA表達水平及谷氨酸、甘氨酸含量升高，基底前腦NGF水平降低及神經(jīng)鞘磷脂酶活升高有關(guān)。

　　(3)比較醫學(xué)  SAM-P8的病理改變及一些神經(jīng)遞質(zhì)、激素和酶的變化等與人類(lèi)的AD很相似，它既有學(xué)習記憶功能障礙等衰老的特征，又有淀粉樣蛋白沉積、老年斑及免疫功能紊亂等AD的一些重要特征。尤其是其學(xué)習記憶功能障礙及晝夜節律紊亂體現了與人類(lèi)AD相吻合的特點(diǎn)。因此，SAM-P8是良好的研究衰老與學(xué)習記憶功能及學(xué)習記憶功能障礙發(fā)生機制和評價(jià)益智藥物的動(dòng)物模型，并且是研究神經(jīng)內分泌免疫調節網(wǎng)絡(luò )平衡的良好模型。SAM-P10的特點(diǎn)是引起廣泛的腦萎縮，除海馬部位外，SAM-P10易萎縮部位與AD患者相一致。從而造成由腦萎縮所致的學(xué)習記憶及情感障礙，這與人類(lèi)老年性疾病的病理改變相似。因此，SAM-P10不僅是研究與衰老相關(guān)神經(jīng)元丟失及腦萎縮發(fā)生機制的有益動(dòng)物模型，而且還是研究與衰老相關(guān)的抑郁癥發(fā)生機制的良好動(dòng)物模型。這兩個(gè)亞系是比較理想的研究腦老化和癡呆的模型，與臨床癡呆的漸進(jìn)性發(fā)生極為相似。其中以P8較多用，但來(lái)源比較困難。

　　三、 Aβ注射致癡呆模型(Model of injecting Aβ)

　　該模型是利用Aβ是AD患者腦中老年斑(SP)的核心蛋白，在A(yíng)D的發(fā)病中起著(zhù)重要的作用而制作的。

　　(1)復制方法

　　1)SD大鼠，雌雄皆可，體重為200～300g。將戊巴比妥鈉(按50～60mg/kg體重的劑量)或水合氯醛(按350～400mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉，剃除頭頂部毛發(fā)后固定于腦立體定位儀上，手術(shù)區皮膚消毒，切開(kāi)皮膚，暴露顱骨。以前囟定位，旁開(kāi)2.6mm，后3.0mm，向下3.0mm，用牙鉆在顱骨上對稱(chēng)打兩個(gè)孔，即為海馬區注射點(diǎn)。然后用針挑破硬腦膜，微量注射器于雙側海馬內各注射5μl(10μg，溶于無(wú)菌生理鹽水)Aβ1～40(或Aβ25～35)，在5～10min注射完，并留針5～10min。用牙托粉填補針孔，縫合皮膚并消毒。局部傷口縫合前，宜以慶大霉素處理防止感染(3～5滴，2.50×10000μl/kg體重)。24h后便可開(kāi)始分組給藥。行為檢驗工具為Morris水迷宮分析系統，進(jìn)行定位航行實(shí)驗和空間探索試驗。

　　Aβ也可以直接注入腦室，定位為前囟前：－0.9mm，中線(xiàn)旁開(kāi)：1.4mm處鉆孔，微量注射器自腦表面垂直進(jìn)針3.9mm。Aβ可經(jīng)側腦室彌漫致全腦，更接近于A(yíng)β引起細胞毒作用的實(shí)際過(guò)程。手術(shù)后需單籠飼養至大鼠完全清醒。

　　2)ICR小鼠，雄性，體重為18～20g。經(jīng)乙醚麻醉后，實(shí)驗者左手固定小鼠頭部，75％乙醇局部消毒，單側第三腦室定位(前囟前2.0mm，中縫旁開(kāi)2.0mm，硬膜下4.0mm)，用微量注射器緩慢注入3μl Aβ1～40(1μg/μl)溶液，注射時(shí)間為30s，留針30s，緩慢起針。7d后進(jìn)行行為學(xué)測試，2周內取腦檢測。

　　(2)模型特點(diǎn)  Aβ具有神經(jīng)營(yíng)養和神經(jīng)毒性的雙重作用，對一些未成熟的神經(jīng)細胞具有營(yíng)養作用，而對那些已分化發(fā)育成熟的神經(jīng)元則起毒性作用。Aβ可誘導活性氧自由基(ROS)的產(chǎn)生，細胞內鈣超載，加速τ蛋白磷酸化，繼發(fā)炎癥反應，導致神經(jīng)元凋亡，引起突觸功能障礙，影響信號通路等。腦內急性注射Aβ可使動(dòng)物產(chǎn)生與AD相似的行為障礙和記憶缺損癥狀，主動(dòng)和被動(dòng)回避反射及空間分辨力下降，皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元減少、退變，皮質(zhì)下血管淀粉樣變，并出現 Aβ沉淀。

　　(3)比較醫學(xué)  將Aβ注入動(dòng)物海馬區，較好地反映了 AD的特征性改變，即Aβ在A(yíng)D發(fā)病中的作用。Aβ直接注入腦室后，則可經(jīng)側腦室彌漫至全腦并發(fā)揮細胞毒性作用，更接近Aβ細胞毒作用的實(shí)際過(guò)程。腦室注射具有定位準確、取材量多等優(yōu)點(diǎn)，但造模時(shí)間較長(cháng)，方法復雜，Ap用量多，造價(jià)高是其不足。小鼠模型造模簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但取材量少，可根據實(shí)際情況和需要選擇。Aβ腦內注射模型可用于研究治療AD藥物在A(yíng)β的聚集或沉淀、神經(jīng)毒性作用和小膠質(zhì)細胞的炎性反應等方面的作用，是臨床前藥效學(xué)評價(jià)的重要模型。

　　四、 轉基因動(dòng)物模型(Model animal of genetical transfer)

　　轉基因動(dòng)物是以遺傳基因學(xué)說(shuō)為基礎的，可以在活體上研究某一特定致病基因的作用，是研究AD的獨特而重要的模型?；谶z傳背景、繁殖能力、操作難度和經(jīng)濟角度的考慮，目前的轉基因動(dòng)物多選用小鼠?，F有多種轉基因小鼠可表達與AD病變有關(guān)的基因如β-淀粉樣前體蛋白(APP)、 APP的C末端片段、τ蛋白、早老素-1(PS-1)和2、載脂蛋白E(ApoE)。轉基因動(dòng)物的最大優(yōu)點(diǎn)是模擬了AD樣神經(jīng)病理學(xué)的特征，包括細胞外Aβ沉積、營(yíng)養障礙導致的老年斑(SP)、膠質(zhì)細胞增生。

　　轉基因模型是國際承認的主要AD動(dòng)物模型，但是此種模型大部分只是移植了一到兩個(gè)基因，與真正的一組基因控制的動(dòng)物模型還有一定的差距，而且該模型動(dòng)物價(jià)格較昂貴?，F簡(jiǎn)述如下。

　　(1)復制方法

　　1)APP轉基因模型  以血小板源性生長(cháng)因子為引物，與人類(lèi)帶有Val717Phe突變的APP基因片斷結合成 PDAPP基因，以微注射導入小鼠受精卵中，移植到假孕雌鼠輸卵管內，產(chǎn)生攜帶此突變基因的幼鼠即為轉基因鼠，能夠高水平表達APP。

　　2)PS1轉基因模型  已知PS1基因突變與AD的早期發(fā)病有關(guān)，用血小板生長(cháng)因子β2增強子引導神經(jīng)元的表達，制作出伴有M146L或M146V的PS1基因突變轉基因模型。

　　3)apoE轉基因模型  已知apoE能夠與神經(jīng)細胞外可溶性Aβ高親和力結合促進(jìn)淀粉樣斑塊形成，調節τ蛋白磷酸化過(guò)程，促進(jìn)細胞骨架瓦解和NFT形成。一些研究者采用基因組apoE的不同等位基因，通過(guò)動(dòng)物自身啟動(dòng)子和3'增強子，將突變的apoE4基因通過(guò)上述方法轉錄到小鼠體內構建完成apoE4轉基因鼠模型。

　　4)雙重轉基因模型  即用APP和PS1兩種突變基因制作淀粉樣蛋白沉積的轉基因模型。

　　(2)模型特點(diǎn)

　　1)APP轉基因模型  運用彌散張量成像(Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging, DTI)技術(shù)觀(guān)測到 PDAPP鼠大腦灰質(zhì)和白質(zhì)均有損害，且Aβ沉積量隨年齡增長(cháng)而逐漸增多。研究發(fā)現，在thy-1增強子調控下，將大量表達Swedish序列突變的β-APP基因(APPsw)按上述方法轉錄到小鼠體內產(chǎn)生Tg2576小鼠。此種小鼠腦血管平滑肌細胞所表達的β-APP大約是生理水平的4倍，并包含了大量的Aβ1～40和Aβ1～42，形成細胞內Aβ免疫反應陽(yáng)性顆粒。這種大量表達APP基因的轉基因鼠模型(PDAPP鼠)表現為神經(jīng)細胞外硫黃素S陽(yáng)性的Aβ沉積，突觸減少，膠質(zhì)細胞增生，膽堿能神經(jīng)末梢變異和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元退行性改變。

　　2)PS1轉基因模型  這種模型通過(guò)選擇性增加Aβ42(43)的神經(jīng)毒性和破壞細胞內Ca2+穩定性，促進(jìn)神經(jīng)元變性從而導致AD發(fā)病。

　　3)apoE轉基因模型  這種模型的子代小鼠中存在大量 SPs，膽堿乙酰轉移酶(choline acetyhransferase, CHAT)活性明顯降低。

　　4)雙重轉基因模型  這種模型能更全面的表達出AD的特征，可模擬AD早期記憶障礙，且在A(yíng)β沉積區記憶形成相關(guān)基因的mRNA表達減少，但缺乏NFT的形成。有研究將τ突變和APPsw突變的基因轉錄到小鼠中，其后代為雙重轉基因鼠(JNPL3)，邊緣葉和嗅皮質(zhì)區出現NFT的病理改變。

　　(3)比較醫學(xué)  這些轉基因模型可模擬AD的年齡依賴(lài)性老年斑的形成、膠質(zhì)細胞增生和突觸減少等部分神經(jīng)病理特征，并表現出AD臨床相似的行為學(xué)障礙。轉基因模型可以淀粉樣蛋白變性疾病和認知功能障礙的AD病提供動(dòng)物模型，主要用于研究APP過(guò)度表達與AD病理改變的關(guān)系及其分子機制，也用于試驗新的治療藥物。