Progrés de la investigació de les síndromes de la malaltia d’Alzheimer combinades amb models animals
Feb 11, 2025
Abstracte La malaltia d’Alzheimer (AD)és una malaltia neurodegenerativa comuna. La medicina tradicional xinesa és eficaç per tractar l’anunci. La combinació de malalties i síndrome amb model animal és la base i la premissa de la investigació relacionada. En aquest treball es resumeixen els estudis sobre models animals AD no transgènics i malalties de la AD i models animals combinats amb síndrome. Es va trobar que, hi ha vuit models animals no transgènics comuns, inclosos el tipus d’envelliment (tipus d’envelliment natural, tipus d’envelliment ràpid, tipus d’envelliment induït) i tipus de dany induït per injecció (un model d’animals d’injecció, tipus de dany tau, model de danys del sistema colinèrgic, model de neuroinflamació i model d’inducció d’intoxicacions d’alumini). Les síndromes d’AD combinades amb models animals inclouen deficiència de ronyó/deficiència de ronyó/deficiència de ronyó polpa buida, orifici de bloqueig de la turbiditat de la flegma, collaters de bloqueig d’estasi de sang, interblogació d’estasi flegma, depressió hepàtica i calor de fluids flegm. En aquest treball, es revisen els avantatges i els desavantatges de cada mètode de replicació del model, per tal de proporcionar referència i suport al futur estudi de la malaltia i la síndrome combinada amb models animals.
Paraules clau La malaltia d’Alzheimer; model animal;combinació de malalties i síndrome;Progrés de la investigació
La malaltia d’Alzheimer (AD)és una malaltia neurodegenerativa estretament relacionada amb l’envelliment, caracteritzada per la deterioració cognitiva i la memòria progressiva [1]. La incidència de l’AD augmenta amb l’edat. L’AD és la causa més comuna de demència, representant del 60% al 70% dels casos de demència [2]. Hi ha prop de 15,07 milions de pacients amb demència al meu país, dels quals aproximadament 9,83 milions són pacients amb AD [3]. La malaltia té un inici insidiós i es caracteritza per una progressió contínua, que afecta greument la qualitat de vida del pacient i imposa una enorme càrrega econòmica a la família i la societat del pacient [4].
Els experiments amb animals són una força important per al desenvolupament de la medicina i un pont entre la medicina bàsica i la clínica. L’establiment d’un model animal correcte és una base experimental indispensable i requisit previ per a la realització d’experiments d’animals. Actualment, els models d’animals AD d’ús comú es divideixen aproximadament en quatre tipus: "Tipus d'envelliment, tipus induït per injecció, tipus transgènic i tipus combinat" [5].
Nous suplements de cistanche d’herbes per a la malaltia anti-Alzheimer (AD
El model animal combinat amb síndrome de malaltia és un producte derivat desenvolupat sota la guia de la combinació de les idees de la diferenciació de medicina tradicional xinesa i les teories mèdiques modernes. Les característiques del model són que replica els mateixos factors o similars que les malalties i les síndromes humanes en animals, alhora que simula informació relacionada amb la "malaltia" i "síndrome". És més convincent que els models animals de "malaltia" o síndrome simple "[6]. Per tal d’explorar encara més el mecanisme d’acció de la medicina tradicional xinesa en el tractament de l’AD i avaluar l’eficàcia de la medicina tradicional xinesa, establir un model d’animal combinat de síndrome de malaltia normalitzat és un mitjà important per promoure la modernització de la medicina tradicional xinesa i té una gran importància [7]. Per tant, aquest article revisa sistemàticament els mètodes de preparació dels models d’animals AD no transgènics comuns i els seus avantatges i desavantatges respectius. Sobre aquesta base, resumeix els models animals combinats de síndrome de malaltia AD i resumeix els seus mètodes de construcció, models d’avaluació, etc., per tal de proporcionar una referència per a la investigació sobre models animals combinats en sintonització de malalties i proporcionar una base de model animal per a futures investigacions de TCM a l’AD (Figura 1).
Figura 1 General del model animal no transgènic AD i model de síndrome de malaltia combinat
Taula 1 Resum de les característiques dels models animals AD no transgènics
1.1 Models animals de l’anunci d’envelliment
L’AD és una malaltia neurodegenerativa estretament relacionada amb l’envelliment. És de gran importància construir un model animal similar a l’envelliment i coherent amb les manifestacions clíniques dels pacients grans per estudiar l’envelliment. Actualment, els models d’animals d’AD de l’envelliment comuns inclouen tres tipus: "Tipus d'envelliment natural, tipus d'envelliment ràpid i tipus d'envelliment induït".
1.1.1 Tipus d’envelliment natural
L’AD és comú en persones de més de 65 anys [21]. Els models d'envelliment naturals generalment utilitzen ratolins i rates. L’edat dels ratolins envellits és de 12 a 20 mesos, l’edat de les rates d’edat primerenca és de 21 a 26 mesos [22], i l’edat de les rates d’envelliment tardà de 30 a 32 mesos [23]. El model d’envelliment natural mostra una disminució de les capacitats d’aprenentatge i memòria, acompanyada d’atrofia de les neurones cerebrals, que és coherent amb les manifestacions clíniques dels pacients grans [5]. En comparació amb els primats no humans, els experiments de rosegadors tenen un cicle experimental més curt, són relativament econòmics i estalvien temps i esforç [8]. L’inconvenient és que els models animals envellits naturalment no poden simular totes les manifestacions de l’AD i són propensos a la mort durant l’experiment. Per exemple, Lu Xia et al. [9] va trobar proteïna tau de pes molecular elevat en la matèria grisa, la substància blanca i la medul·la espinal de les rates de més de 24 mesos. També van trobar que el contingut de tau de pes molecular mitjà en la matèria grisa i la matèria blanca d’aquestes rates era significativament superior al del grup adult, que pot ser una resposta compensatòria al procés d’envelliment. Gao Lin et al. [10] va trobar que la capacitat de memòria de les rates grans (de més de 12 mesos) estava deteriorada i es va dipositar una gran quantitat de 1-42 a l'hipocamp, acompanyat de contracció o pèrdua de neurones i infiltració de cèl·lules glials.
1.1.2 Tipus d’envelliment ràpid
El ratolí accelerat per la senescència (SAM) deriva de la consanguinitat de ratolins AKR/J i es divideix en nou substrains. Entre ells, SAMP8 és un model d’envelliment molt reconegut. El seu teixit cerebral conté una gran quantitat de proteïna amiloide dipositada (A), cosa que indica que el model SAMP8 té característiques similars als principals canvis patològics de l’AD. Per tant, és un model relativament madur per estudiar AD [24] i sovint s’utilitza en l’estudi de dèficits d’aprenentatge i memòria i mecanismes relacionats amb l’envelliment [25-26]. Els ratolins SAMP8 mostraven signes d’envelliment com la pèrdua de cabell als 4 mesos d’edat. Als 5 mesos d’edat, es va observar una disminució del nombre de neurones, el metabolisme del neurotransmissor anormal i l’atrofia de les cèl·lules nervioses. Al mateix temps, es van produir canvis com la disminució de l’aprenentatge i la capacitat de memòria i la deterioració cognitiva. Als 8 mesos d’edat, van aparèixer canvis en dendrites, sinapsis i neurones, que eren coherents amb les característiques clíniques i els canvis neuropatològics dels pacients amb AD. Tot i això, el seu curt cicle de vida, el preu elevat i els mecanismes complexos implicats fan que sigui inadequat per a investigacions a llarg termini i estudis d’un sol lloc.
Investigació sobre el mecanisme [27-28]. Zan Shujie et al. [11] va trobar que els ratolins SAMP8 mostraven signes de deteriorament de la capacitat d'aprenentatge espacial i la memòria a curt termini als 4 mesos d'edat i l'expressió d'un {1-42 a l'hipocamp va augmentar significativament. Duan Liqi et al. [29] va establir un model SAMP8 de ratolí envellit ràpid i va trobar que l'administració de decocció de xixina millorava les seves capacitats d'aprenentatge i memòria espacial i va reduir la generació i la deposició d'un 1-42 en els teixits de l'hipocamp i el còlon.
1.1.3 Envelliment induït
El tipus de senescència induït és un model animal AD en què els trastorns metabòlics són induïts per la injecció subcutània o intraperitoneal de D-galactosa (D-Gal) per induir l’envelliment. Aquest mètode de modelització té els avantatges del baix cost experimental, els resultats experimentals estables, el mètode de modelatge senzill, el temps de modelatge curt i la repetibilitat elevada, i ha estat àmpliament utilitzat pels estudiosos a casa i a l'estranger [30]. Per exemple, Yu et al. [31] va utilitzar un model de rata envellida induïda per Gal i va trobar que la latència d'escapament de les rates model es va perllongar i el temps que es van mantenir al quadrant objectiu es va reduir després de la prova de laberint d'aigua de Morris. A més dels avantatges anteriors, l’ús de D-Gal per construir un model d’anuncis envellit encara té els desavantatges d’un cicle de modelatge llarg, els animals són molt propensos a desenvolupar altres malalties o morir durant el modelatge, i no hi ha cap patologia característica relacionada amb l’AD com una deposició al teixit cerebral [32]. Per tant, sovint s’utilitza per establir un model compost i per construir un model d’animals d’AD juntament amb altres mètodes d’inducció. Per exemple, Qu Yan et al. [12] va establir un model d’anuncis combinant la injecció subcutània de D-Gal amb la injecció d’un 1-42 oligòmers a l’hipocamp. Els resultats van demostrar que els ratolins model mostraven comportaments semblants a l’ansietat i deteriorament de la memòria d’aprenentatge espacial i la memòria episòdica. A més, també hi ha mètodes de modelatge compost com D-Gal combinats amb oligòmers, D-Gal combinats amb clorur d’alumini (ALCL3) i D-Gal combinats amb nitrit de sodi [33], que poden superar les limitacions d’un únic model que no pot simular totes les manifestacions patològiques de l’AD.
1.2 Model animal de lesions induïdes per injecció
L’etiologia i la patogènesi de l’AD són relativament complexes. A partir de diferents patogènesi, s’han proposat diverses hipòtesis, incloent la hipòtesi A, la fosforilació anormal de la hipòtesi de la proteïna Tau, la hipòtesi colinèrgica, la hipòtesi de dany inflamatòria i la hipòtesi d’envasament d’alumini [34]. Sobre la base de comprendre plenament l’etiologia i la patogènesi de l’AD, establir un model animal d’AD que està estretament relacionat amb la hipòtesi de la malaltia és de gran importància per a l’avaluació del tractament i la investigació d’avantguarda de l’AD.
1.2.1 Un model animal per injecció
La patogènesi de l’AD és complexa i implica múltiples factors patògens, entre els quals la hipòtesi ocupa una posició dominant entre les hipòtesis actuals [35]. La deposició de A pot desencadenar una reacció en cascada, afavorir la degeneració estructural de les xarxes neuronals, induir danys sinàptics i pèrdua neuronal i provocar atrofia neuronal irreversible i neurodegeneració al cervell, que és un factor clau que causa AD [36]. El model animal AD induït per A implica principalment injectar fragments en regions cerebrals específiques d’animals per induir una deposició. Les regions cerebrals injectades generalment inclouen l’hipocamp i els ventricles laterals. Per exemple, Zhang Jingfan et al. [13] va replicar el model de rata AD injectant 5 µl d'una solució 1-42 (10 ug) a l'hipocamp bilateral de les rates. Després de la replicació, els resultats de la prova de laberint de Morris Water van demostrar que la latència d’escapament de les rates model es va prolongar significativament en comparació amb el grup en blanc i que el nombre de vegades que es va creuar la plataforma i que el temps dedicat al quadrant de la plataforma es va reduir significativament;
Al mateix temps, la tinció d’hematoxilina-eosina (HE) va revelar que el nombre de neurones de les rates model replicades es va reduir i alguns dels nuclis cel·lulars van mostrar una contracció; També es van observar un gran nombre de cèl·lules positives a la regió CA1 de l’hipocamp. Els resultats de la investigació anterior suggereixen que la injecció d’un 1-42 pot causar una deposició, danys a les neurones de l’hipocamp i les habilitats d’aprenentatge i de memòria deteriorades en rates. El model induït per A és una lesió aguda que pot produir ràpidament un model patològic AD. Les injeccions repetides són necessàries per aconseguir estabilitat. A més, la injecció inadequada pot provocar una acumulació fàcilment al lloc de la injecció, donant lloc a concentracions locals excessives i danys locals.
1.2.2 Danys de proteïnes tau
La proteïna Tau, una tubulina hiperfosforilada, té un paper important en l’apoptosi neuronal d’AD. La hipòtesi de fosforilació anormal de la proteïna tau afirma que la proteïna tau sobrefosforilada perd la capacitat d’unir -se als microtúbuls i perd la seva funció original. Els agregats de proteïna tau sobrefosforilats en cèl·lules en forma de filaments helicoïdals dobles, filaments rectes i esquelets enredats per formar embulls neurofibril·lars intracel·lulars (NFTs), que eventualment condueixen a degeneració neuronal i mort, formant així AD [37]. La injecció intracerebral de proteïna tau pot produir estructures similars a NFT i accelerar la formació de característiques patològiques relacionades en ratolins del model AD [38-39]. Els avantatges i els desavantatges de la injecció de proteïna tau per replicar el model AD són els mateixos que els de la injecció a. A més, actualment s’utilitza la injecció intracerebral d’inhibidors d’àcid fosfatídic com l’àcid okadaic, que també pot conduir a la hiperfosforilació de la proteïna tau. La proteïna tau hiperfosforilada està present en NFTs dins de les neurones, que és una característica patològica important de l’AD [40]. Aquest mètode de modelització té les característiques del funcionament senzill, el baix cost i el cicle de modelatge curt [41], però el model no té lesions amiloides.
Per exemple, Çakır et al. [14] va injectar àcid okadaic als ventricles bilaterals de les rates per replicar el model AD. Els resultats van mostrar que els nivells de caspasa -3, fosforilat-tau- (ser396), a, factor de necrosi tumoral (TNF-) i interleucina -1 (il -1) a les regions de còrtex cerebral i a les regions CA3 hipocampals del model. L’experiment de laberint d’aigua de Morris va demostrar que la injecció d’àcid okadaic afectaria la capacitat de memòria espacial de les rates.
1.2.3 Model de danys del sistema colinèrgic
El sistema colinèrgic és responsable de regular les capacitats d’aprenentatge i memòria del cos i l’aparició i el desenvolupament de l’AD està estretament relacionat amb les anormalitats d’aquest sistema. Els agents químics utilitzats habitualment que danyen el sistema colinèrgic inclouen colchicina i escopolamina. Aquest model no té les característiques patològiques típiques de l’AD, i alguns agents químics que danyen el sistema colinèrgic tenen efectes reversibles, cosa que és inconsistent amb el dany neurològic irreversible de l’AD [42]. La colchicina és un alcaloide derivat de les llavors de la planta Colchicum. La injecció intracerebroventricular de colchicina pot causar deteriorament de la memòria progressiva i neurodegeneració en rates, cosa que és característica d’un model esporàdic d’AD [43]. Lakshmisha et al. [15] va utilitzar la colchicina per induir el model de rata AD per avaluar els efectes del resveratrol i el resveratrol combinats amb Donepezil sobre l'expressió numèrica de microglia i astròcits al lòbul frontal i l'hipocamp de rates model. Els resultats van mostrar que el nombre de microglia en rates del model AD va augmentar significativament. Sil et al. [16] va trobar que la injecció intracerebral de colchicina pot induir cerebral
La degeneració neuronal del cavall i la resposta neuroinflamatòria i l’augment de la degeneració neuronal és coherent amb l’augment de la resposta neuroinflamatòria en aquesta àrea, cosa que suggereix que aquest model de rata pot servir de model esporàdic de l’AD.
La hipòtesi colinèrgica afirma que la deficiència colinèrgica causada per la pèrdua de cèl·lules colinèrgiques i la reducció de l’acetilcolina (ACH) és una causa important de l’AD precoç [44-45]. Scopolamine is an M cholinergic receptor antagonist that can cross the blood-brain barrier to reach the nerve center and bind to the M receptors in the central nervous system, thereby blocking the binding of the receptors to Ach, inhibiting the function of the central nervous system, causing cholinergic disorders, and ultimately leading to manifestations such as learning and memory dysfunction [46-47]. La scopolamina és un dels mètodes més utilitzats per establir models d’anuncis. Pot inhibir l’aprenentatge i la memòria a curt termini, però el seu efecte no és selectiu i no pot identificar amb precisió el tipus de receptor en una regió cerebral específica. També manca canvis patològics característics de l’AD, com la hiperfosforilació de proteïnes tau i una deposició [48]. Yerraragavagari et al. [17] va utilitzar escopolamina per replicar un model de rata AD amb deteriorament d'aprenentatge i memòria i va trobar que les capacitats d'aprenentatge i memòria de les rates model replicades es van reduir significativament, els nivells de colinesterasa van augmentar significativament i es va disminuir el factor neurotròfic derivat del cervell (BDNF). A més dels dos agents químics que danyen el sistema colinèrgic esmentat anteriorment, uns quants investigadors han utilitzat la immunotoxina 192- IgG-saporin per establir un model AD de danys del sistema colinèrgic [49].
1.2.4 Model de neuroinflamació
Actualment, cada cop són més els estudis que la neuroinflamació també té un paper crucial en l’aparició i el desenvolupament d’altres malalties degeneratives com l’AD [2,50]. El model de neuroinflamació de l’AD es basa principalment en el model cel·lular. La microglia i els astròcits són importants mediadors de la neuroinflamació. L’activació i la proliferació d’aquestes dues cèl·lules es produeixen abans de la formació d’A i NFTS [51]. El model de neuroinflamació AD és induït principalment per lipopolisacàrid (LPS) i estreptozocina (STZ). LPS és un agent inflamatori clàssic i un component de la paret cel·lular exterior dels bacteris gram-negatius [52-53]. Si el LPS entra al cos o al cervell humà, provoca inflamació i actua com a endotoxina, promovent així la patologia amiloide, la patologia TAU i l’activació microglial, donant lloc a la neurodegeneració en AD [54].
Xie et al. [18] va establir un model de neuroinflamació per injecció intraperitoneal de LPS. Els resultats van mostrar que es van activar la microglia del teixit cerebral de les rates model i es van augmentar els nivells de IL -1, TNF- i IL -6 al teixit cerebral, cosa que indica que el model de neuroinflamació es va reproduir amb èxit. L’activitat espontània, el reconeixement d’objectes nous i els experiments de laberint d’aigua de Morris van demostrar que les rates model havien deteriorat l’aprenentatge i les capacitats de memòria.
STZ és un derivat de nitrosurea. La injecció de dosis baixes de STZ pot alterar l’homeòstasi de la senyalització d’insulina al cervell, provocant trastorns del metabolisme energètic, una deposició al cervell, hiperfosforilació tau [55] i neuroinflamació [56], que són canvis patològics similars a l’AD esporàdica. També pot provocar capacitats d’aprenentatge i memòria deteriorades i deteriorament cognitiu [57]. S'ha demostrat que el model AD induït per la injecció intracerebroventricular de STZ augmenta els nivells de factors proinflamatoris com TNF-, IL -1 i IL -6 al cervell [58] i regulen el factor nuclear-κB (NF-κB) [59]. Tot i això, aquest mètode de modelatge també té mancances com la taxa d’èxit de modelització inestable i l’elevada taxa de mortalitat durant el modelatge [60]. Gáll et al. [19]
El 2015, es van induir símptomes com a AD en rates Wistar per injecció intracerebroventricular de STZ. Els resultats del camp obert, el nou reconeixement d'objectes i les proves de laberint de braços radials van demostrar que les rates model mostraven un descens del comportament cognitiu i un augment significatiu del nivell d'astròcits a l'hipocamp.
1.2.5 Model d’inducció d’alumini d’alumini
La "hipòtesi de intoxicació d'alumini" sosté que l'alumini és neurotòxic i pot danyar les neurones després d'entrar al cervell, alhora que també redueix la funció del sistema nerviós colinèrgic i les habilitats d'aprenentatge i memòria [61]. A més, l’alumini es pot polimeritzar amb A al cervell, produint així un gran nombre de radicals lliures d’oxigen, promovent la peroxidació de lípids, provocant danys de membrana de les neurones de l’hipocamp i provocant disfunció cognitiva [62]. Els models d’intoxicació d’alumini s’estableixen generalment per injecció intracranial o subcutània d’AlCL3 en rates. També hi ha alguns estudis que simulen models d’enverinament d’alumini mitjançant l’administració oral d’ALCL3. Aquest model és senzill de fer, de baix cost, té una elevada taxa d’èxit i una baixa taxa de mortalitat. També és de gran valor per identificar marcadors de diagnòstic precoç per a AD i formular estratègies per prevenir i tractar l’AD. Tot i això, el model d’intoxicació d’alumini només pot mostrar una única característica patològica d’AD i normalment s’ha de combinar amb altres mètodes de modelatge per accelerar la formació de la patologia de l’AD. Per exemple, Cheng Houzhi et al. [20] Alimentava rates amb ALCL3 durant 3 mesos consecutius. Els resultats de l’experiment de navegació de laberint d’aigua de Morris van demostrar que les rates model tenien una trajectòria de moviment deficient i es van desviar de la plataforma, cosa que indica que el model animal d’enverinament d’alumini crònic té un efecte tòxic sobre el cos i pot causar símptomes com la disminució d’aprenentatge i la funció de memòria i la disfunció cognitiva.
