阿爾茲海默癥（AD）模型的三種構建方法解析

 
 
一、阿茲海默癥（AD）核心基礎
AD 是進行性神經退行性疾病，核心病理特征為大腦皮層與海馬區的 β- 淀粉樣蛋白（Aβ）沉積形成老年斑、tau 蛋白過度磷酸化形成神經纖維纏結，最終導致神經元凋亡與認知功能衰退。臨床分為兩類：

• 散發性 AD：占比 90% 以上，發病與年齡（≥65 歲）、高血壓、糖尿病、高脂血癥等危險因素相關；

·家族性 AD：罕見，由 APP、PS1、PS2 基因突變導致，發病年齡早（<65 歲）且呈家族遺傳傾向。
由于臨床 AD 患者腦組織樣本難以獲取，且無法動態觀察疾病進展，動物模型成為研究 AD 發病機制、篩選治療藥物、驗證干預靶點的核心工具。
 
二、三類常用 AD 動物模型構建方法（小鼠為主）
（一）轉基因小鼠模型（模擬家族性 AD）
適用場景：長期機制研究（如 Aβ/tau 代謝機制）、慢性藥物干預實驗（觀察 6 個月以上療效）。
核心原理：通過基因工程將人類 AD 致病突變基因（APPsw、PS1ΔE9、tauP301L）轉入小鼠基因組，使小鼠自發表達突變蛋白，逐步出現 Aβ 沉積、tau 磷酸化及認知障礙，病理進程與人類家族性 AD 高度相似。
1.操作要點
·品系選擇：基礎款選 APP/PS1 雙轉基因小鼠（6-8 月齡出現 Aβ 沉積，12 月齡認知障礙明顯，成本適中）；進階款選 3×Tg-AD 小鼠（8-10 月齡同時出現 Aβ 沉積與 tau 纏結，病理全面但成本高）。均需選用 SPF 級小鼠，性別統一（雌性認知更穩定），起始年齡 6-12 周齡。
·飼養管理：溫度 22-24℃、濕度 50-60%，12h 光照 / 黑暗循環；飼料無過敏原，飲水無菌；單籠或 2-3 只 / 籠飼養，避免應激（應激加重 Aβ 沉積）。
2.模型驗證（建模后 6-12 月齡）
·病理檢測：免疫組化（IHC）用 6E10 抗體檢測 Aβ 沉積、AT8 抗體檢測 tau 磷酸化；Western blot 檢測 Aβ1-42、p-tau（Ser396/Ser404）表達，計算 p-tau/tau 比值。
·行為學測試：Morris 水迷宮（成功模型潛伏期延長、目標象限停留時間縮短）、新物體識別實驗（成功模型探索新物體比值 < 0.5）、Y 迷宮（成功模型交替率 < 50%）。
3.優缺點
·優點：病理穩定，與人類 AD 相似度高，可長期觀察；
·缺點：建模周期長（≥6 個月），成本高（小鼠單價 1000-2000 元 / 只），無法模擬散發性 AD。
（二）Aβ 注射誘導模型（模擬散發性 AD）
適用場景：短期藥物干預實驗（1-4 周）、急性病理研究（如 Aβ 誘導的神經炎癥機制）。
核心原理：將人工合成的 Aβ1-42 寡聚體（毒性最強，易沉積）通過立體定位注射至小鼠海馬區，直接誘導局部神經元損傷、小膠質細胞活化，7-14 天出現認知障礙，建模周期短。
1.操作要點
·Aβ 制備：用無水 DMSO 溶解 Aβ1-42 粉末（純度≥95%），配 10μM 儲存液分裝凍存（-80℃，≤6 個月）；使用前 37℃孵育 24h 形成毒性寡聚體（避免反復凍融）。
·立體定位注射：1% 戊巴比妥鈉（50mg/kg）麻醉小鼠，固定于定位儀；參照腦圖譜定位海馬坐標（前后囟 - 2.0mm，左右 ±0.8mm，深度 2.0mm）；顱骨鉆孔后，每側海馬緩慢注射 2μL Aβ 寡聚體（0.5μL/min），留針 5min 拔針。
·術后護理：腹腔注射青霉素（5 萬 U / 只）2 天預防感染，單籠飼養，觀察蘇醒情況，術后 3 天避免應激。
2.模型驗證（建模后 1-4 周）
·病理檢測：注射后 21 天取腦，IHC 檢測海馬區 Aβ 沉積（6E10 染色）、小膠質細胞活化（Iba-1 染色，成功模型陽性細胞增 2-3 倍）。
·行為學測試：建模后 14 天做 Morris 水迷宮，與假手術組對比，建模組潛伏期延長≥50% 為成功。
3.優缺點
·優點：建模周期短（2 周），成本低（ICR 小鼠 20-30 元 / 只），可模擬散發性 AD 急性病理；
·缺點：病理局限于海馬區，無法模擬 AD 進行性發展，不適合長期機制研究。
（三）D - 半乳糖 + AlCl₃聯合誘導模型（模擬 AD 早期）
適用場景：AD 預防藥物研究（如抗氧化劑篩選）、環境因素（如鋁暴露）相關機制研究。
核心原理：D - 半乳糖導致氧化應激（ROS↑、SOD↓），Al³⁺抑制 Aβ 降解酶并促進 Aβ 沉積，二者聯合模擬 AD 早期認知衰退與氧化損傷，病理溫和。
1.操作要點
·試劑配制：D - 半乳糖用生理鹽水配 5% 濃度（現配現用）；AlCl₃配 0.2mol/L 濃度，調 pH 至 7.2（避免損傷腹腔），4℃保存≤1 周。
·給藥方式：腹腔注射 D - 半乳糖（120mg/kg）+ AlCl₃（40mg/kg），每天 1 次，連續 42 天；對照組注射等體積生理鹽水。
2.模型驗證（建模 6 周后）
·氧化應激指標：檢測血清 / 腦組織 SOD 活性（成功模型↓30%-40%）、MDA 含量（成功模型↑50%-60%）。
·行為學測試：新物體識別實驗（成功模型探索新物體比值 < 0.45）、避暗實驗（成功模型錯誤次數↑2-3 倍）。
·病理檢測：HE 染色觀察海馬神經元，成功模型神經元數量↓20%-30%，排列紊亂。
3.優缺點
·優點：操作簡單（無需定位儀），成本極低，適合大規模藥物篩選；
·缺點：病理輕微（無明顯 Aβ/tau 異常），與人類 AD 相似度低，不適合機制研究。
 
三、模型構建關鍵注意事項（避坑指南）
1.模型選擇原則：長期機制研究（≥6 個月）選轉基因模型，短期藥物干預（1-4 周）選 Aβ 注射模型，抗氧化研究選 D - 半乳糖 + AlCl₃模型。
2.樣本量與操作規范：每組至少 8-10 只小鼠（滿足方差分析）；轉基因小鼠每 3 代換種鼠（防基因漂移），定期 PCR 驗證基因型；Aβ 注射嚴格控孵育時間與坐標誤差；腹腔注射時針頭斜面朝上（30°-45°），避免刺傷內臟。
3.對照設置：需含空白對照（正常小鼠）、陰性對照（對應模型的生理鹽水 / 野生型對照）；可選陽性對照（多奈哌齊 1mg/kg/d 處理的模型小鼠），驗證實驗體系有效性。