AAV（ 腺相關病毒）助力解鎖阿爾茨海默癥造模研究

阿爾茨海默癥（Alzheimer’s disease，AD）是一種多發于老年人群的神經系統退行性疾病，又稱老年性癡呆，主要影響65歲及以上的群體。臨床上，AD表現為認知能力下降、記憶喪失和行為改變等多種癥狀，最初表現為輕度認知性癡呆，最終發展為嚴重的智力缺陷和無法應付日常生活。AD典型的病理特征為β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積形成的老年斑、tau蛋白過度磷酸化導致的神經纖維纏結（NFTs）以及神經元丟失。

AD病理機制

AD發病機制涉及多因素，包括遺傳、炎癥反應、氧化應激等，下面介紹兩種主要因素：

1）淀粉樣蛋白聚集

β 淀粉樣蛋白(amyloid-β, Aβ)是由淀粉樣前體蛋白(Aβ precursor protein, APP)經β-分泌酶和γ-分泌酶（其催化亞基由早老素基因PSEN1與PSEN2編碼，二者變異也會影響Aβ生成）水解而形成的39~43個氨基酸殘基的Aβ片段。它由多種細胞產生，在血液和腦脊液中循環，且單體Aβ 在大腦中有保護神經元的作用。有研究表明，細胞產生的Aβ 類型主要是Aβ40，其次為Aβ42。在生理情況下，Aβ 蛋白可以被胰島素酶和腦啡肽酶降解，不會產生沉積。當機體Aβ 生成和清除機制失衡時，Aβ 蛋白就會發生聚集，沉積于大腦中就會產生神經毒性，從而導致記憶損傷和神經元細胞死亡。研究表明，Aβ42與Aβ40相比，由于多出兩個疏水性的氨基酸，它更容易形成聚集體，因此具有更高的神經毒性。

2）Tau蛋白磷酸化

微管相關蛋白Tau由MAPT基因編碼，在神經元軸突中高度表達，參與軸突的微管組裝和功能，對于保持神經元結構的穩定性具有至關重要的作用。目前科學界普遍認為，Tau蛋白的異常高磷酸化以及其聚集形成神經纖維纏結，是與阿爾茨海默病進展密切相關的關鍵因素。Tau蛋白磷酸化水平的增加主要是由于多種激酶的活性增強，包括酪氨酸/絲氨酸/蘇氨酸激酶(Tyr/Ser/Thr)、糖原合成酶激酶-3β (GSK-3β)以及細胞周期蛋白依賴性激酶5 (CDK5)等。研究顯示，在阿爾茨海默病患者的大腦中，磷酸化的Tau蛋白含量顯著增加，并且患者的認知功能障礙程度與神經元纖維纏結(NFTs)的密集程度呈現出正相關性。

阿爾茨海默癥的發病機制

AD常用造模方法及原理

AD動物模型的構建和研究為理解AD復雜的發病機制提供了重要的實驗依據。AD造模的核心思路是以病理特征（Aβ沉積、tau病變、神經元丟失）、生理異常（神經炎癥、氧化應激、代謝障礙）和臨床表現（認知衰退、突觸損傷）為導向，通過多因素疊加（如轉基因動物聯合環境壓力、藥物誘導復合病理）、動態評估（縱向行為學與病理檢測）以及新興技術（類器官模型、基因編輯）構建更接近人類AD的動物或體外模型，同時結合臨床生物標志物驗證（Aβ42、pTau等），最終實現從分子機制到行為表型的全面模擬，為病理機制解析和藥物研發提供高仿真研究平臺。

AD造模方法匯總

AAV介導的AD造模方法

AAV是一種單鏈DNA病毒，具有獨特的生物學特性，其優勢在于安全性高，免疫原性低，能夠在不引發宿主強烈免疫反應的情況下，將特定基因高效遞送至目標細胞，已成為基因治療和疾病模型構建中的理想工具。

利用AAV進行阿爾茨海默病疾病造模具有多方面優勢

1. 靶向精準：可通過選擇血清型或啟動子，靶向特定神經細胞。

2. 免疫原性低：引發免疫反應弱，維持模型穩定和可重復，準確反映疾病進程。

3. 多基因搭載：載體可同時攜帶多個目的基因，模擬AD復雜病理過程。

4. 操作簡便：相比轉基因動物模型構建，AAV制備和使用更簡單，遞送途徑多樣，節省時間成本，提升實驗效率。

5. 表達可控：選擇不同啟動子可精確調控基因表達水平，研究基因表達量與疾病癥狀的關系，深入探索發病機制。

在AD造模中，通過不同的給藥途徑，利用AAV將淀粉樣前體蛋白基因、Tau蛋白基因或其突變體等導入動物體內，可模擬AD的病理特征，幫助科學家深入探究AD的發病機制和開發有效的治療方法。

AAV-Aβ造模參考案例

文章題目：Intra-and extracellular β-amyloid overexpression via adenoassociated virus-mediated gene transfer impairs memory and synaptic plasticity in the hippocampus

編碼BRI-Aβ cDNA（人Aβ肽和BRI蛋白的融合物）的AAV載體，能夠在沒有APP過表達的情況下促進Aβ肽的高水平表達。研究人員分別構建AAV-BRI-Aβ42、AAV-UBI-Aβ42和AAV-EGFP，并通過雙側海馬區注射入小鼠體內。與UBI-Aβ42構建體相比，BRI-Aβ42構建體的過表達導致可溶性和不溶性Aβ42的表達更高，而EGFP孵育后沒有檢測到Aβ；對BRI-Aβ42構建體進行6E10免疫染色，結果顯示海馬體中有大量淀粉樣蛋白沉積，而接受UBI-Aβ42處理的小鼠表現出明顯的神經元突起染色，神經元內有輕微的Aβ積聚，但沒有Aβ沉積物的積聚。Morris Water迷宮測試發現用兩種Aβ AAV構建體處理的動物表現出顯著的認知障礙。

注射AAV-BRI-Aβ42和AAV-UBI-Aβ42后小鼠海馬中Aβ的表達

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