Tiến trình nghiên cứu của các hội chứng bệnh Alzheimer kết hợp với các mô hình động vật
Feb 11, 2025
Tóm tắt Bệnh Alzheimer (AD)là một bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến. Y học truyền thống Trung Quốc có hiệu quả trong điều trị AD. Sự kết hợp giữa bệnh và hội chứng với mô hình động vật là cơ sở và tiền đề của nghiên cứu liên quan. Trong bài báo này, các nghiên cứu về các mô hình động vật AD không chuyển gen và bệnh AD và các mô hình động vật kết hợp hội chứng được tóm tắt. Nó đã được tìm thấy rằng, có tám mô hình động vật AD không chuyển gen phổ biến, bao gồm loại lão hóa (loại lão hóa tự nhiên, loại lão hóa nhanh chóng, loại lão hóa gây ra) và loại thiệt hại do tiêm (mô hình động vật tiêm, loại thiệt hại tau, mô hình thiệt hại hệ thống cholinergic, mô hình viêm thần kinh và mô hình gây độc bằng nhôm). Các hội chứng AD kết hợp với các mô hình động vật bao gồm thiếu thận/thiếu thận/thiếu hụt thận trống rỗng, độ đục của đờm, sự ngăn chặn của máu, sự tham gia của đờm, trầm cảm gan và sức nóng của đờm. Trong bài báo này, những ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp sao chép mô hình được xem xét, để cung cấp tài liệu tham khảo và hỗ trợ cho nghiên cứu trong tương lai về bệnh AD và hội chứng kết hợp với các mô hình động vật.
Từ khóa bệnh Alzheimer; mô hình động vật;sự kết hợp của bệnh và hội chứng;Tiến trình nghiên cứu
Bệnh Alzheimer (AD)là một bệnh thoái hóa thần kinh liên quan chặt chẽ đến lão hóa, được đặc trưng bởi sự suy giảm nhận thức và trí nhớ tiến triển [1]. Tỷ lệ mắc AD tăng theo tuổi. AD là nguyên nhân phổ biến nhất của chứng mất trí nhớ, chiếm 60% đến 70% các trường hợp mất trí nhớ [2]. Có gần 15,07 triệu bệnh nhân mắc chứng mất trí nhớ ở nước tôi, trong đó khoảng 9,83 triệu là bệnh nhân AD [3]. Bệnh có một khởi phát ngấm ngầm và được đặc trưng bởi sự tiến triển liên tục, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân và đặt ra một gánh nặng kinh tế lớn đối với gia đình và xã hội của bệnh nhân [4].
Các thí nghiệm trên động vật là một động lực quan trọng cho sự phát triển của y học và là cầu nối giữa y học cơ bản và lâm sàng. Thiết lập một mô hình động vật chính xác là một cơ sở thử nghiệm không thể thiếu và điều kiện tiên quyết để thực hiện các thí nghiệm trên động vật. Hiện tại, các mô hình động vật quảng cáo thường được sử dụng được chia thành bốn loại: "Loại lão hóa, loại do tiêm, loại chuyển gen và loại kết hợp" [5].
Bổ sung thảo dược mới cho bệnh chống Alzheimer (AD
Mô hình động vật kết hợp với bệnh tật là một sản phẩm phái sinh được phát triển dưới sự hướng dẫn về sự kết hợp của các ý tưởng của phân biệt y học cổ truyền Trung Quốc và các lý thuyết y tế hiện đại. Các đặc điểm của mô hình là nó sao chép các yếu tố tương tự hoặc tương tự như các bệnh và hội chứng ở người ở động vật, đồng thời mô phỏng thông tin liên quan đến "bệnh" và "hội chứng". Nó thuyết phục hơn các mô hình động vật của "bệnh" đơn giản hoặc "hội chứng" đơn giản [6]. Để khám phá thêm cơ chế hoạt động của y học cổ truyền Trung Quốc trong điều trị AD và đánh giá hiệu quả của y học cổ truyền Trung Quốc, việc thiết lập một mô hình động vật kết hợp bệnh tiêu chuẩn hóa là một phương tiện quan trọng để thúc đẩy hiện đại hóa y học cổ truyền Trung Quốc và có ý nghĩa lớn [7]. Do đó, bài viết này xem xét một cách có hệ thống các phương pháp chuẩn bị của các mô hình động vật AD không chuyển gen thông thường và những ưu điểm và nhược điểm tương ứng của chúng. Trên cơ sở này, nó tóm tắt các mô hình động vật kết hợp bệnh AD hiện có và tóm tắt các phương pháp xây dựng, mô hình đánh giá, v.v., để cung cấp một tài liệu tham khảo cho nghiên cứu về mô hình động vật kết hợp bệnh tật và cung cấp một cơ sở mô hình động vật cho nghiên cứu TCM trong tương lai trên AD (Hình 1).
Hình 1 Tổng quát của mô hình động vật không chuyển gen AD và mô hình động vật kết hợp bệnh tật
Bảng1 Tóm tắt các đặc điểm của các mô hình động vật AD không chuyển gen
1.1 Mô hình động vật của AD Lão hóa
AD là một bệnh thoái hóa thần kinh liên quan chặt chẽ đến lão hóa. Nó có ý nghĩa rất lớn để xây dựng một mô hình động vật tương tự như lão hóa và phù hợp với các biểu hiện lâm sàng của bệnh nhân cao tuổi để nghiên cứu thêm lão hóa. Hiện tại, các mô hình động vật AD lão hóa phổ biến bao gồm ba loại: "Loại lão hóa tự nhiên, loại lão hóa nhanh chóng và loại lão hóa cảm ứng".
1.1.1 Loại lão hóa tự nhiên
AD là phổ biến ở những người trên 65 tuổi [21]. Các mô hình lão hóa tự nhiên thường sử dụng chuột và chuột. Tuổi của chuột ở độ tuổi từ 12 đến 20 tháng, tuổi của những con chuột sớm là 21 đến 26 tháng [22], và tuổi của chuột già là 30 đến 32 tháng [23]. Mô hình lão hóa tự nhiên cho thấy sự suy giảm khả năng học tập và trí nhớ, kèm theo teo các tế bào thần kinh não, phù hợp với các biểu hiện lâm sàng của bệnh nhân cao tuổi [5]. So với các loài linh trưởng không phải người, các thí nghiệm gặm nhấm có chu kỳ thử nghiệm ngắn hơn, tương đối kinh tế, và tiết kiệm thời gian và công sức [8]. Nhược điểm là các mô hình động vật lão hóa tự nhiên không thể mô phỏng tất cả các biểu hiện của AD và dễ bị tử vong trong quá trình thí nghiệm. Ví dụ, Lu Xia et al. [9] đã tìm thấy protein tau trọng lượng phân tử cao trong chất xám, chất trắng và tủy sống của chuột trên 24 tháng tuổi. Họ cũng phát hiện ra rằng hàm lượng trọng lượng phân tử trung bình trong chất xám và chất trắng của những con chuột này cao hơn đáng kể so với nhóm trưởng thành, có thể là một phản ứng bù đắp cho quá trình lão hóa. Gao Lin et al. .
1.1.2 Loại lão hóa nhanh chóng
Chuột tăng tốc (SAM) có nguồn gốc từ việc cận huyết của chuột AKR/J và được chia thành chín chất nền. Trong số đó, SAMP8 là một mô hình lão hóa được công nhận rộng rãi. Mô não của nó chứa một lượng lớn amyloid -protein lắng đọng (A), chỉ ra rằng mô hình SAMP8 có các đặc điểm tương tự như những thay đổi bệnh lý chính của AD. Do đó, đây là một mô hình tương đối trưởng thành để nghiên cứu AD [24] và thường được sử dụng trong nghiên cứu về học tập và thiếu hụt bộ nhớ và các cơ chế liên quan đến lão hóa [25-26]. Chuột Samp8 có dấu hiệu lão hóa như rụng tóc khi 4 tháng tuổi. Ở tuổi 5 tháng, việc giảm số lượng tế bào thần kinh, chuyển hóa chất dẫn truyền thần kinh bất thường và teo tế bào thần kinh đã được quan sát thấy ở chuột. Đồng thời, những thay đổi như giảm khả năng học tập và trí nhớ và suy giảm nhận thức xảy ra. Ở tuổi 8 tháng, những thay đổi về đuôi gai, khớp thần kinh và tế bào thần kinh xuất hiện, phù hợp với các đặc điểm lâm sàng và thay đổi bệnh lý thần kinh của bệnh nhân AD. Tuy nhiên, vòng đời ngắn của nó, giá cao và các cơ chế phức tạp liên quan đến việc không phù hợp với nghiên cứu dài hạn và nghiên cứu một trang web.
Nghiên cứu về cơ chế [27-28]. Zan Shujie et al. . Duan Liqi et al. .
1.1.3 Lão hóa gây ra
Loại lão hóa cảm ứng là một mô hình động vật AD trong đó các rối loạn trao đổi chất được gây ra bằng cách tiêm D-galactose dưới da hoặc trong màng bụng (D-gal) để gây lão hóa. Phương pháp mô hình hóa này có lợi thế của chi phí thử nghiệm thấp, kết quả thử nghiệm ổn định, phương pháp mô hình hóa đơn giản, thời gian mô hình ngắn và độ lặp lại cao và đã được các học giả trong và ngoài nước sử dụng rộng rãi [30]. Ví dụ, Yu et al. [? Ngoài những lợi thế trên, việc sử dụng D-gal để xây dựng mô hình AD lão hóa vẫn còn những nhược điểm của chu kỳ mô hình dài, các động vật rất có khả năng phát triển các bệnh khác hoặc chết trong quá trình mô hình hóa và không có bệnh lý đặc trưng liên quan đến AD như lắng đọng trong mô não [32]. Do đó, nó thường được sử dụng để thiết lập một mô hình tổng hợp và xây dựng mô hình động vật AD cùng với các phương pháp cảm ứng khác. Ví dụ, Qu Yan et al. . Kết quả cho thấy những con chuột mô hình cho thấy các hành vi giống như lo lắng và suy yếu trí nhớ học tập không gian và bộ nhớ episodic. Ngoài ra, cũng có các phương pháp mô hình tổng hợp như D-gal kết hợp với oligomers, D-gal kết hợp với clorua nhôm (ALCL3) và D-gal kết hợp với natri nitrite [33], có thể khắc phục các hạn chế của một mô hình duy nhất không thể mô phỏng tất cả các biểu hiện bệnh lý của AD.
1.2 Mô hình động vật AD chấn thương do tiêm
Nguyên nhân và sinh bệnh học của AD là tương đối phức tạp. Dựa trên sinh bệnh học khác nhau, một số giả thuyết đã được đề xuất, bao gồm giả thuyết A, sự phosphoryl hóa bất thường của giả thuyết protein tau, giả thuyết cholinergic, giả thuyết tổn thương viêm và giả thuyết ngộ độc nhôm [34]. Trên cơ sở hiểu đầy đủ về nguyên nhân và sinh bệnh học của AD, việc thiết lập một mô hình động vật AD có liên quan chặt chẽ đến giả thuyết bệnh có ý nghĩa lớn đối với việc đánh giá điều trị và nghiên cứu tiên tiến của AD.
1.2.1 Một mô hình động vật tiêm
Sinh bệnh học của AD rất phức tạp và liên quan đến nhiều yếu tố gây bệnh, trong đó giả thuyết A chiếm vị trí thống trị giữa các giả thuyết hiện tại [35]. Sự lắng đọng của A có thể kích hoạt phản ứng tầng, thúc đẩy sự thoái hóa cấu trúc của các mạng tế bào thần kinh, gây ra tổn thương synap và mất tế bào thần kinh, và gây ra teo thần kinh không thể đảo ngược và thoái hóa thần kinh trong não, là yếu tố chính gây ra AD [36]. Mô hình động vật AD do A do chủ yếu liên quan đến việc tiêm một mảnh vào các vùng não cụ thể của động vật để tạo ra sự lắng đọng. Thường được tiêm các vùng não bao gồm vùng đồi thị và tâm thất bên. Ví dụ, Zhang Jingfan et al. . Sau khi nhân rộng, kết quả kiểm tra mê cung nước Morris cho thấy độ trễ thoát của chuột mô hình đã kéo dài đáng kể so với nhóm trống và số lần nền tảng đã được vượt qua và thời gian ở góc phần tư nền tảng đã giảm đáng kể;
Đồng thời, nhuộm hematoxylin-eosin (HE) cho thấy số lượng tế bào thần kinh ở chuột mô hình được sao chép đã giảm và một số nhân tế bào cho thấy sự co ngót; Một số lượng lớn các tế bào -Positive cũng được nhìn thấy ở vùng CA1 của vùng đồi thị. Các kết quả nghiên cứu trên cho thấy rằng việc tiêm 1-42 có thể gây ra sự lắng đọng, tổn thương các tế bào thần kinh vùng đồi thị và khả năng học tập và trí nhớ bị suy giảm ở chuột. Mô hình A -gây ra là một chấn thương cấp tính có thể nhanh chóng tạo ra một mô hình bệnh lý AD. Tiêm lặp đi lặp lại là cần thiết để đạt được sự ổn định. Ngoài ra, tiêm không đúng cách có thể dễ dàng dẫn đến tích lũy tại vị trí tiêm, dẫn đến nồng độ cục bộ quá mức và thiệt hại cục bộ.
1.2.2 Thiệt hại protein tau
Tau protein, một tubulin hyperphosphorylated, đóng một vai trò quan trọng trong apoptosis tế bào thần kinh AD. Giả thuyết phosphoryl hóa bất thường của protein tau cho rằng protein tau quá mức mất khả năng liên kết với các vi ống và mất chức năng ban đầu. Các tập hợp protein tau quá mức trong các tế bào ở dạng sợi xoắn kép, sợi thẳng và bộ xương rối để tạo thành các rối loạn tế bào thần kinh nội bào (NFT), cuối cùng dẫn đến thoái hóa tế bào thần kinh và tử vong, do đó hình thành AD [37]. Tiêm nội sọ của protein tau có thể tạo ra các cấu trúc giống như NFTS và tăng tốc sự hình thành các đặc điểm bệnh lý liên quan ở chuột mô hình AD [38-39]. Những ưu điểm và nhược điểm của việc tiêm protein tau để sao chép mô hình AD giống như các loại tiêm a. Ngoài ra, tiêm nội sọ các chất ức chế axit phosphatidic như axit okadaic hiện được sử dụng rộng rãi, điều này cũng có thể dẫn đến hyperphosphoryl hóa protein tau. Protein tau hyperphosphorylated có mặt trong các NFT trong các tế bào thần kinh, đây là một đặc điểm bệnh lý quan trọng của AD [40]. Phương pháp mô hình hóa này có các đặc điểm của hoạt động đơn giản, chi phí thấp và chu kỳ mô hình ngắn [41], nhưng mô hình thiếu một tổn thương amyloid.
Ví dụ, çakır et al. [14] đã tiêm axit okadaic vào tâm thất hai bên của chuột để tái tạo mô hình AD. Kết quả cho thấy mức độ của caspase -3, phosphorylated-tau- (Ser396), A, yếu tố hoại tử khối u- (TNF-) và interleukin -1} (il -1). Thí nghiệm mê cung nước Morris cho thấy việc tiêm axit okadaic sẽ làm suy yếu khả năng bộ nhớ không gian của chuột.
1.2.3 Mô hình thiệt hại hệ thống cholinergic
Hệ thống cholinergic chịu trách nhiệm điều chỉnh khả năng học tập và trí nhớ của cơ thể, và sự xuất hiện và phát triển của AD có liên quan chặt chẽ đến những bất thường trong hệ thống này. Các tác nhân hóa học thường được sử dụng làm hỏng hệ thống cholinergic bao gồm colchicine và scopolamine. Mô hình này thiếu các đặc điểm bệnh lý điển hình của AD và một số tác nhân hóa học làm hỏng hệ thống cholinergic có tác dụng đảo ngược, điều này không phù hợp với tổn thương thần kinh không thể đảo ngược của AD [42]. Colchicine là một loại alkaloid có nguồn gốc từ hạt của cây colchicum. Tiêm colchicine nội sọ có thể gây ra suy giảm trí nhớ tiến triển và thoái hóa thần kinh ở chuột, đặc trưng của mô hình lẻ tẻ của AD [43]. Lakshmisha et al. . Kết quả cho thấy số lượng microglia trong chuột mô hình AD đã tăng đáng kể. SIL và cộng sự [16] nhận thấy rằng tiêm colchicine nội sọ có thể gây ra não
Thoái hóa tế bào thần kinh ngựa và phản ứng viêm thần kinh, và sự gia tăng thoái hóa tế bào thần kinh phù hợp với sự gia tăng phản ứng viêm thần kinh trong lĩnh vực này, cho thấy rằng mô hình này có thể đóng vai trò là mô hình lẻ tẻ của AD.
Giả thuyết cholinergic cho rằng sự thiếu hụt cholinergic gây ra do mất các tế bào cholinergic và giảm acetylcholine (ACh) là một nguyên nhân quan trọng của AD sớm [44-45]. Scopolamine là một chất đối kháng thụ thể cholinergic M có thể vượt qua hàng rào máu não để tiếp cận trung tâm thần kinh và liên kết với các thụ thể M trong hệ thần kinh trung ương, do đó ngăn chặn sự ràng buộc của các thụ thể với ACh, ức chế chức năng của hệ thần kinh trung ương, gây ra Scopolamine là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để thiết lập các mô hình AD. Nó có thể ức chế học tập và trí nhớ trong thời gian ngắn, nhưng ảnh hưởng của nó là không chọn lọc và không thể xác định chính xác loại thụ thể trong một vùng não cụ thể. Nó cũng thiếu những thay đổi bệnh lý đặc trưng của AD, chẳng hạn như tăng phosphoryl protein TAU và sự lắng đọng [48]. Yerraguravagari et al. . Ngoài hai tác nhân hóa học làm hỏng hệ thống cholinergic được đề cập ở trên, một số nhà nghiên cứu đã sử dụng miễn dịch 192- IgG-saporin để thiết lập mô hình AD của thiệt hại hệ thống cholinergic [49].
1.2.4 Mô hình viêm thần kinh
Hiện tại, ngày càng có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng viêm thần kinh cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự xuất hiện và phát triển của các bệnh thoái hóa khác như AD [2,50]. Mô hình viêm thần kinh của AD chủ yếu dựa trên mô hình tế bào. Microglia và tế bào hình sao là các chất trung gian quan trọng của viêm thần kinh. Sự kích hoạt và tăng sinh của hai tế bào này xảy ra trước khi hình thành A và NFT [51]. Mô hình viêm thần kinh AD chủ yếu được gây ra bởi lipopolysacarit (LPS) và streptozocin (STZ). LPS là một tác nhân viêm cổ điển và là thành phần của thành tế bào bên ngoài của vi khuẩn gram âm [52-53]. Nếu LP vào cơ thể hoặc não người, nó gây viêm và hoạt động như một endotoxin, do đó thúc đẩy bệnh lý amyloid, bệnh lý tau và kích hoạt vi mô, dẫn đến thoái hóa thần kinh trong AD [54].
Xie et al. [18] đã thiết lập một mô hình viêm thần kinh bằng cách tiêm LPS trong màng bụng. Kết quả cho thấy microglia trong mô não của chuột mô hình đã được kích hoạt và mức độ IL -1, TNF- và IL -6 trong mô não đã tăng lên, cho thấy mô hình viêm thần kinh được sao chép thành công. Hoạt động tự phát, nhận dạng đối tượng mới và các thí nghiệm mê cung nước Morris cho thấy những con chuột mô hình bị suy yếu khả năng học tập và trí nhớ.
STZ là một dẫn xuất nitrosourea. Tiêm STZ liều thấp có thể phá vỡ cân bằng nội môi của tín hiệu insulin trong não, dẫn đến rối loạn chuyển hóa năng lượng, lắng đọng trong não, tăng phosphoryl hóa tau [55] và viêm thần kinh [56], là những thay đổi bệnh lý tương tự như AD Sporadic. Nó cũng có thể gây ra khả năng học tập và trí nhớ bị suy yếu và suy giảm nhận thức [57]. Mô hình AD gây ra bằng cách tiêm STZ nội sọ đã được chứng minh là làm tăng mức độ của các yếu tố gây viêm như TNF-, IL -1 và IL -6 trong não [58] và điều chỉnh lại yếu tố hạt nhân-B (NF-B). Tuy nhiên, phương pháp mô hình hóa này cũng có những thiếu sót như tỷ lệ thành công mô hình hóa không ổn định và tỷ lệ tử vong cao trong quá trình mô hình hóa [60]. Gáll et al. [19]
Vào năm 2015, các triệu chứng giống như AD đã được gây ra ở chuột Wistar bằng cách tiêm STZ nội sọ. Kết quả của trường mở, nhận dạng đối tượng mới và các thử nghiệm mê cung cánh tay xuyên tâm cho thấy những con chuột mô hình cho thấy sự suy giảm hành vi nhận thức và sự gia tăng đáng kể mức độ của tế bào hình sao ở vùng đồi thị.
1.2.5 Mô hình cảm ứng ngộ độc nhôm
"Giả thuyết ngộ độc bằng nhôm" cho rằng nhôm là gây độc thần kinh và có thể làm hỏng các tế bào thần kinh sau khi vào não, đồng thời làm giảm chức năng của hệ thần kinh cholinergic và khả năng học tập và trí nhớ [61]. Ngoài ra, nhôm có thể trùng hợp với A trong não, do đó tạo ra một số lượng lớn các gốc tự do oxy, thúc đẩy peroxid hóa lipid, dẫn đến tổn thương màng tế bào thần kinh vùng đồi thị và gây rối loạn chức năng nhận thức [62]. Các mô hình ngộ độc nhôm thường được thiết lập bằng cách tiêm ALCL3 nội sọ hoặc dưới da ở chuột. Ngoài ra còn có một vài nghiên cứu mô phỏng các mô hình ngộ độc nhôm bằng cách uống ALCL3. Mô hình này đơn giản để thực hiện, chi phí thấp, có tỷ lệ thành công cao và tỷ lệ tử vong thấp. Nó cũng có giá trị lớn trong việc xác định các dấu hiệu chẩn đoán sớm cho AD và các chiến lược xây dựng thêm để ngăn chặn và điều trị AD. Tuy nhiên, mô hình ngộ độc nhôm chỉ có thể hiển thị một đặc điểm bệnh lý AD duy nhất và thường cần được kết hợp với các phương pháp mô hình hóa khác để tăng tốc sự hình thành bệnh lý AD. Ví dụ, Cheng Houzhi et al. [20] cho chuột ăn ALCL3 trong 3 tháng liên tiếp. Kết quả của thí nghiệm điều hướng mê cung nước Morris cho thấy những con chuột mô hình có quỹ đạo chuyển động kém và bị lệch khỏi nền tảng, cho thấy mô hình động vật ngộ độc nhôm mãn tính có tác dụng độc hại lên cơ thể và có thể gây ra các triệu chứng như giảm chức năng học tập và chức năng bộ nhớ.
