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1、 Foreword第1页/共34页第一页，共35页。SAMSAM小鼠小鼠重要重要(zhngyo)(zhngyo)的的Alzheimers Alzheimers disease disease 动物模动物模型型麻砚涛麻砚涛1126110061126110062010.7.272010.7.27第2页/共34页第二页，共35页。1研究背景研究背景2模型建立模型建立3行为学研究行为学研究 Outline第3页/共34页第三页，共35页。 阿尔茨海默症阿尔茨海默症(Alzheimer disease，AD)是发生在老年期或老年前期的一种是发生在老年期或老年前期的一种(y zhn)中枢神经系统退行性疾病
2、，以神经细胞内神经纤维缠结中枢神经系统退行性疾病，以神经细胞内神经纤维缠结(nervefiber tangles，NFT)和细胞外老年斑和细胞外老年斑(senile plaques，SP)以及大量神经元丢失为主要神以及大量神经元丢失为主要神经病理特征。经病理特征。 临床表现1 1、进行性精神状态衰变；、进行性精神状态衰变；2 2、记忆、智力、定向、判断能、记忆、智力、定向、判断能力、情感障碍和行为力、情感障碍和行为(xngwi)(xngwi)失失常甚至发生意识模糊等；常甚至发生意识模糊等；3 3、患者通常在发病后、患者通常在发病后5 56 6年内年内死于继发感染和全身衰竭。死于继发感染和全身衰
3、竭。 Background第4页/共34页第四页，共35页。Alois Alzheimer（1864-1915）Identified the first published case of Alzheimers disease.Auguste Deter（1850-1906）The first person diagnosed with Alzheimers disease Background第5页/共34页第五页，共35页。By 2006, there were 26.6 million sufferers worldwide. Alzheimers is predicted to aff
4、ect 1 in 85 people globally by 2050. Background第6页/共34页第六页，共35页。A brain without the diseaseA brain with advanced Alzheimers disease Background第7页/共34页第七页，共35页。病理特征病理特征1 1、神经纤维缠结、神经纤维缠结(chn ji)(chn ji)2 2、淀粉样蛋白斑、淀粉样蛋白斑 Background第8页/共34页第八页，共35页。Noticeable problems coming up with the right word or na
5、meTrouble remembering names Increasing trouble with planning or organizingstage 1stage 2stage 3stage 4stage 5stage 6stage 7No impairment (normal function)Very mild cognitive decline (may feel as if he or she is having memory lapses)Mild cognitive decline Moderate cognitive decline/Mild or early-stag
6、e Alzheimers disease BackgroundlForgetfulness of recent events/ones own personal historylGreater difficulty performing complex taskslForgetfulness about Becoming moody or withdrawnModerately severe cognitive declineSevere cognitive declineSevere or late-stage Alzheimers diseaseUnable to take care of
7、 oneself第9页/共34页第九页，共35页。Severe Alzheimers-maylastfrom1-5years.Plaques and tangles (shown in the blue-shaded areas) tend to spread through the cortex in a predictable pattern as Alzheimers disease progresses.Earliest Alzheimers-changesmaybegin20yearsormorebeforediagnosis.Mild to moderate Alzheimer s
8、tages-generallylastfrom2-10years.Learning and memoryThinking and planning Speak and understanding speechSense of where is your body Background第10页/共34页第十页，共35页。Alzheimers Disease 可能可能(knng)的致病分子机制的致病分子机制A的异常沉积：A是I型跨膜蛋白(dnbi)淀粉样前体蛋白(dnbi)(amyloidprecursor protein，APP)的酶解产物。其沉积导致老年斑的形成，可能是所有因素导致AD的共同途
9、径。正常情况下，A的产生和降解是平衡的，当出现如APP基因突变或过表达的特殊状况会引起A的异常沉积，引起神经元细胞膜破坏，细胞通透性增加，大量Ca2+涌入细胞内，依次激活钙依赖性激酶、蛋白(dnbi)酶、脂肪酶、细胞内自由基生成，从而导致细胞损伤乃至死亡。tau蛋白异常磷酸化：tau蛋白的过度磷酸化促使tau聚集形成成对的螺旋状纤维丝结构，并使tau及其他微管相关(xinggun)蛋白从微管释放，从而导致细胞骨架异常及轴浆运输障碍。高度磷酸化的tau蛋白易于聚集形成不可溶的纤维状缠结，进一步影响神经功能。 Background第11页/共34页第十一页，共35页。 Background第12页
10、/共34页第十二页，共35页。 研究并建立(jinl)可靠的AD动物模型对于探明阿尔茨海默症的病制及发病机制及防治药物的开发与研究具有重要的意义。小鼠小鼠斑马鱼斑马鱼大鼠大鼠猕猴(mhu)兔犬模模式式生生物物 & & 神神经经系系统统( (s sh h n nj j n ng gx x t t n ng g) )疾疾病病研研究究线虫大鼠繁殖力和抗病力强，价格低廉，医大鼠繁殖力和抗病力强，价格低廉，医学研究的应用范围仅次子小鼠，在神经学研究的应用范围仅次子小鼠，在神经系统疾病研究中应用广泛。传统上可以系统疾病研究中应用广泛。传统上可以用于复制脑缺血、脑出血、蛛网膜下腔用于复制脑缺血、脑出血、蛛网
11、膜下腔出血、癫痫、出血、癫痫、ParkinsonParkinson病、病、AlzheimerAlzheimer病等多种动物疾病模型。病等多种动物疾病模型。小鼠个体小，生长繁殖快，价格低廉可以小鼠个体小，生长繁殖快，价格低廉可以大大量量供供应应，并并且且全全世世界界科科研研工工作作者者均均用用国国际际公公认认的的品品系系和和标标准准的的条条件件进进行行实实验验，因因此此其其实实验验结结果果的的科科学学性性、可可靠靠性性、重重复复性性高高，用用途途最最广广。在在神神经经系系统统疾疾病病研研究究应应用用方方面面，由由于于小小鼠鼠对对多多种种病病原原体体特特别别是是病病毒毒敏敏感感，传传统统上上可可用
12、用于于乙乙型型脑脑炎炎、脊脊髓髓灰灰质质炎炎等等病病毒毒性性疾疾病病的的研研究究。近近年年来来通通过过转转基基因因小小鼠鼠对对ParkinsonParkinson、AlzheimerAlzheimer等等病病的的发发病病机机制制进行了大量研究。进行了大量研究。 model animals第13页/共34页第十三页，共35页。快速老化小鼠快速老化小鼠 （senescence accelerated mice SAMsenescence accelerated mice SAM） 模型模型胆碱能神经系统功能损伤模型胆碱能神经系统功能损伤模型-淀粉样蛋白淀粉样蛋白 ( ( )或多肽诱发的模型或多肽诱
13、发的模型铝中毒：铝中毒：D-D-半乳糖和三氯化铝给小鼠联合腹腔注射半乳糖和三氯化铝给小鼠联合腹腔注射代谢紊乱所致模型代谢紊乱所致模型APPAPP转基因小鼠模型转基因小鼠模型tautau转基因小鼠模型转基因小鼠模型APPswe/PS-1APPswe/PS-1转基因小鼠模型转基因小鼠模型转基因小鼠模型转基因小鼠模型 model animals第14页/共34页第十四页，共35页。 model animals-SAMR & SAMPFamily tree of SAM mouse（Senescence-accelerated mouse）第15页/共34页第十五页，共35页。SAMRsenescen
14、ceaccelerated-resistantmouse，SAMR1SAMPSenescenceacceleratedpronemouseSAMP8 SAMP8在渡过一段正常生长期(约46月龄)后迅速出现老化特征；SAMR1则表现为正常衰老，常作为SAMP8的正常对照。快速老化痴呆模型小鼠SAMP8主要以学习记忆能力障碍为老化特征，人类许多老年性疾病如肺泡扩张、骨质疏松、骨关节疾病、学习记忆功能障碍、情感紊乱(抑郁)、白内障、听觉障碍、脑萎缩、免疫缺陷等在SAMP不同亚系上均有不同程度的体现(txin)，而SAMR亚系的各项生理指标及生存期限与正常动物相似。是目前比较理想的自然衰老痴呆模型。
15、model animals-SAMR & SAMP第16页/共34页第十六页，共35页。 model animals-SAMR & SAMP氧化应激氧化应激能量代谢能量代谢氧化物岐化酶活性降低(jingd)神经系统神经系统(shnjngxtng)(shnjngxtng)神经递质活性 乙酰胆碱释放(shfng)葡萄糖代谢异常线粒体功能线粒体功能第17页/共34页第十七页，共35页。老化度评分老化度评分广场实验广场实验(Open field test)高架十字迷宫实验高架十字迷宫实验(Elevated plus maze)筑巢智力测试筑巢智力测试(Nesting test)水迷宫实验水迷宫实验(M
16、orris water maze，MWM) behavior tests第18页/共34页第十八页，共35页。用日本京都大学竹田俊男和细川昌则教授制定的老化度评分标准：反应性被动性逃避反应皮毛光泽皮毛粗糙程度脱毛程度皮肤溃病眼周损害角膜混浊角膜溃疡白内障脊柱后凸等11项进行观察再根据程度不同，将每项指标划分为35级不等，标定分值。根据这个统一的评分标准，客观地给动物(dngw)评分，积分越高则老化度越高。 behavior tests-老度化评分老度化评分(png fn)第19页/共34页第十九页，共35页。 检测各组小鼠活动度情况，活动箱为一无盖、长宽各42 cm、高35 cm的黑色方盒，盒
17、底用白色2 mm宽线条将底面划分(hu fn)为36个正方形小格(7 cm7 cm)。检测时将小鼠面朝墙壁放人纸盒的四个角落之一，记录小鼠3 min内跑动格子数、直立次数，连续记录3 d。结论：SAMP8相邻两个月龄的小鼠活动度显示出随增龄性活动度增加，SAMR1组没有表现出随月龄增加而活动度快速增加的特点，这也是老化(lohu)小鼠对周围环境危险意识降低的表现。 behavior tests-广场广场(gungchng)实验（实验（open field test）第20页/共34页第二十页，共35页。正常小鼠在有屏壁的臂内产生安全感，无屏壁臂内产生恐惧不安感。实验时将小鼠面向两个相邻的臂的交
18、界口置于十字架的中心平台处，测定5 min内进入无屏壁臂(危险区)的次数及时间，以反映其产生恐惧不安状态的程度，检查其对危险与安全的识别(shbi)能力。 behavior tests-高架十字迷宫高架十字迷宫(mgng)实验实验（elevsted plus maze）第21页/共34页第二十一页，共35页。说明SAMP8随增龄识别安全与危险环境的能力降低，处于(chy)低恐怖低紧张状态。 behavior tests-广场广场(gungchng)实验（实验（open field test）第22页/共34页第二十二页，共35页。 检测小鼠与生俱来的特殊筑巢能力，筑巢行为的完成度和小鼠海马(h
19、i m)及前脑皮质的功能密切相关。 将小鼠单独放养过夜，给食物、水、新的木絮，每只笼内放入6块5*5 cm2大小的薄布，过夜后，于次日清晨观察小鼠窝的筑成情况及组成的材料，木絮围升的凹状、是否有布条碎片等，并给予相应的评分。具体评分如下：0分没有可见的木絮窝，没有布；1分只有木絮窝，没有碎布条；2分有木絮窝，有碎布条或整块布在窝里或围着；3分2加上形成一个杯口状窝；4分碎布条像一个球状覆盖着小鼠。 behavior tests-筑巢筑巢(zh cho)实验（实验（nesting test）第23页/共34页第二十三页，共35页。0分1分2分3分4分 behavior tests-筑巢筑巢(zh
20、 cho)实验（实验（nesting test）第24页/共34页第二十四页，共35页。 Morris圆形水迷宫 （Morris Water Maze）是水迷宫中常用的一种， 它通过强迫实验动物 （大鼠、 小鼠）游泳， 让实验动物学习在水中寻找隐藏平台(pngti)并通过分析其寻找平台(pngti)所用时间和所走路径测试实验动物对空间位置觉和方向觉 （空间定位）的学习记忆能力， 进而判断实验动物的记忆功能好坏。 通过该设备可以得到丰富的实验信息， 比如实验动物的潜伏期、 游泳总路程、 平均速度、 穿越平台(pngti)的次数、 多次实验数据的统计运算 （平均值/总和） 、 象限分析 （四个象限
21、中游泳轨迹分析， 时间/路程/百分比） 、 圆形区域分析 （定位搜索、 四象限中与平台(pngti)相对称位置的轨迹分析、 时间/路程/百分比/密度） 、 环形区域分析（定距搜索， 与平台(pngti)相切的环形区域内的轨迹分析，时间/路程/百分比/密度） 、 游泳轨迹图、 轨迹图编辑分析等。通过对这些丰富的实验参数进行分析，不仅可以对与空间学习记忆相关的脑区功能进行评价， 而且可以对影响学习记忆的相关的药物效果、环境、 基因、 电磁辐射等其他因素进行评价。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第25页/共34页第二十五页，共3
22、5页。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第26页/共34页第二十六页，共35页。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第27页/共34页第二十七页，共35页。1隐蔽平台试验(hidden platform trial)试验前1d，让动物在不含平台的水池中自由(zyu)游泳90 S，使其熟悉迷宫环境。试验时平台位置固定不变，置于西北象限中央，平台中点离池壁25 cm。在平台对侧选两个与之距离相等的点作为入水点，训练时将动物面朝池壁轻轻放入水中，记录小鼠从入水至找
23、到平台的游泳路线的长度及找到平台的时间(逃避潜伏期，escape latency，EL)，然后让小鼠在平台上停留10 s。如果90 s内找不到平台，潜伏期记为90 s，并将小鼠引导至平台上休息10 s。每天在2个入水点各训练1次，以两次潜伏期的算术均值作为这一天的成绩进行统计分析。2空间探索试验(probe trial)隐蔽平台试验结束24 h后，撤除平台。任选一相同入水点将小鼠放入水中，记录小鼠在60 s内的游泳路径，对小鼠在原平台象限的停留时间进行统计分析。3反向试验(reversal trial)将平台位置移至对面象限，其余操作同隐蔽平台试验。4可视平台试验(visible platfo
24、rm trial)为排除感觉、视觉或运动功能障碍对空间学习记忆的影响，最后1 d进行可视平台试验。让平台位置露出水面2 cIIl，并帖上黄色胶带，其余操作同隐蔽平台试验。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第28页/共34页第二十八页，共35页。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第29页/共34页第二十九页，共35页。1、各组小鼠在隐蔽平台实验中的逃避潜伏期时间(shjin)随天数的增加均有缩短，说明各组小鼠均有学习记忆能力。2、实验结果说明快速老化小鼠SA
25、MP8的学习记忆能力较正常老化SAMR1鼠差。 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第30页/共34页第三十页，共35页。无无明明显显(mngxin)变变化化 behavior tests-水迷宫水迷宫(mgng)实验（实验（morris water maze）第31页/共34页第三十一页，共35页。 SAM小鼠确实表现出包括外在衰老体征、情绪以及学习记忆能力方面的增龄性快速衰老现象。其作为一种自然衰老模型的合理性与可行性，可作为衰老模型、老年性痴呆模型或是(hu sh)情绪行为紊乱模型，在衰老和老年性痴呆机制研究、药物筛选等方
26、面及抗精神药物研究等方面均具有很好的应用前景。 summary第32页/共34页第三十二页，共35页。第33页/共34页第三十三页，共35页。感谢您的观看(gunkn)！第34页/共34页第三十四页，共35页。内容(nirng)总结Foreword。SAMR1则表现为正常衰老，常作为SAMP8的正常对照。正常小鼠在有屏壁的臂内产生安全感，无屏壁臂内产生恐惧不安感。4分碎布条像一个球状覆盖着小鼠。2、实验结果说明快速老化(lohu)小鼠SAMP8的学习记忆能力较正常老化(lohu)SAMR1鼠差。SAM小鼠确实表现出包括外在衰老体征、情绪以及学习记忆能力方面的增龄性快速衰老现象。感谢您的观看第三十五页，共35页。
