目的:探讨阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)转基因小鼠在恐惧记忆活动中峰电位与场电位Gamma节律之间的内在联系。方法:将6月龄APP/PS1/tau三转基因(3xTg)小鼠和野生型(WT)小鼠分为3xTg组和WT组，每组10只。无菌条件下在每组小鼠海马内埋置电极，两周后进行条件恐惧箱的行为学实验。通过小鼠头部埋置的无线遥测装置同步监测分析Gamma节律、Spike和Burst发放频率的变化情况，最后使用熵值计算Gamma节律与Spike的相关性。结果:(1)在行为学实验中，3xTg小鼠因条件刺激引起的僵直比率为[(54.07±2.32)%]，显著低于WT小鼠[(76.21±2.88)%]( t＝4.796， P<0.01)。(2)同步记录到WT小鼠在Pre-CS期Gamma节律的功率为[(11.574±1.147)dB]，给予CS后上升为[(18.108±1.177)dB]( t＝3.386， P<0.01)。3xTg组在给予CS之后Gamma功率[(12.346±1.345)dB]明显低于WT组( t＝3.423， P<0.01)。(3)WT小鼠在Pre-CS阶段Spike发放频率为[(5.667±1.475)次/s]，给予条件刺激后显著升高[(11.008±1.335)次/s]( t＝3.542， P<0.01)。而3xTg小鼠的Spike发放频率在CS之后为[(5.249±1.033)次/s]明显低于WT组( t＝4.788， P<0.01)。(4)WT组在Pre-CS和CS阶段Burst间隔时间分别为[(0.550±0.043)s]和[(1.075±0.034)s]，可见WT组Burst发放频率在给予条件刺激之后显著增加( t＝5.188， P<0.01)。而3xTg组经过条件刺激后发放间隔为[(0.619±0.033)s]，显著低于WT组( t＝3.352， P<0.01)。(5)给予条件刺激后，WT小鼠的Spike-Gamma熵值曲线始终高于3xTg小鼠，其中WT组和3xTg组的相关性最高值分别为(0.403±0.031)和(0.314±0.028)，3xTg组的Spike-Gamma相关性与WT小鼠相比显著下降( t＝3.372， P<0.01)。 结论:AD恐惧记忆的缺陷可能是由于Spike-LFP(Gamma)发放不协调导致的。

目的:观察3xTg-AD小鼠海马突触可塑性与钙离子跨膜流动特征。方法:根据基因型不同，将6月龄小鼠分为APP/PS1/tau三转基因AD(3xTg-AD)模型小鼠和野生型(WT)对照组小鼠两组，每组13只。每组随机选取6只小鼠进行在体电生理记录，给予测试刺激记录其海马CA1区场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential，fEPSP)、配对脉冲刺激记录双脉冲易化(paired-pulse facilitation，PPF)、高频刺激(high frequency stimulation，HFS)诱导长时程增强(long-term potentiation，LTP)。每组剩余的7只小鼠采用非损伤微测技术(non-invasive micro-test technology，NMT)，检测海马CA1区脑片神经元的跨膜钙内流和钙外排情况。3xTg-AD小鼠在电生理和NMT实验中各损失1只，最终入组电生理实验5只，NMT实验6只。采用SPSS 18.0对所有数据进行统计学分析，两组间比较使用两独立样本 t检验。 结果:(1)在体电生理实验中，给予测试刺激后30 min内，3xTg-AD小鼠和WT小鼠的fEPSP斜率均比较稳定，其平均fEPSP斜率分别为[(97.8±2.3)%]和[(92.6±12.6)%]，两组之间差异无统计学意义( t＝0.91， P>0.05)；给予配对脉冲刺激后，3xTg-AD小鼠和WT小鼠的PPF值分别为(1.58±0.69)和(1.74±0.17)，两组间差异无统计学意义( t＝0.50， P>0.05)；给予HFS后30 min和60 min，3xTg-AD小鼠的LTP值分别为[(104.9±10.9)%]和[(98.0±10.8)%]，明显低于WT小鼠的[(156.5±21.3)%]( t＝4.43， P<0.01)和[(162.5±19.7)%]( t＝5.92， P<0.01)。(2)在NMT实验中，3xTg-AD小鼠海马CA1区神经元谷氨酸诱导的标准化跨膜Ca 2＋内流平均流速和峰值流速分别为[(-2 166.0±425.0)%]和[(-3 539.6±1 270.9)%]，远高于WT小鼠的[(-735.3±262.9)%]( t＝6.81， P<0.01)和[(-917.3±271.7)%]( t＝4.89， P<0.01)；而低钙溶液引起的3xTg-AD小鼠标准化Ca 2＋外排平均流速和峰值流速分别为[(1 451.6±297.1)%]和[(1 968.7±227.3)%]，显著低于WT对照组小鼠的[(2 579.3±810.9)%]( t＝2.92， P<0.05)和[(3 420.4±954.8)%]( t＝3.31， P<0.01)。 结论:6月龄3xTg-AD小鼠出现的海马突触可塑性损伤可能与钙内流增加和钙外排减少所导致的海马神经元胞内Ca 2＋超载密切相关。

目的 探究索马鲁肽能否有效改善阿尔茨海默病(AD)转基因APP/PS1/tau小鼠的认知功能.方法 本研究选用的AD模型小鼠是含有PS1M146V、APPSwe和tauP301L 3个基因突变位点的APP/PS1/tau三重转基因AD小鼠(3 × Tg-AD).7月龄的APP/PS1/tau三重转基因小鼠及同窝非转基因野生型(wild type,WT)C57BL/6小鼠分别随机分为:AD模型组(Tg)和索马鲁肽组(Tg+Semaglutide)、正常对照组(WT)和索马鲁肽对照组(WT+Semaglutide).WT+Semaglutide组和Tg+Sema-glutide组腹腔注射索马鲁肽,WT组和Tg组腹腔注射等量生理盐水,小鼠干预30次,每2 d干预一次.干预结束后进行新物体识别实验研究小鼠认知功能的改变,行ELISA实验检测小鼠血清中与认知相关的标志物Aβ1-42的水平,采用Western blot法检测小鼠海马区Ser231位点磷酸化的Tau蛋白表达.结果 新物体识别实验中,与Tg组相比,Tg+Semaglutide组新物体分辨率更高(P＜0.05);与WT组相比,WT+Semaglutide组分辨率更高(P＜0.05).干预结束后(9月龄),各组间小鼠体质量及血糖浓度比较,差异无统计学意义(P＞0.05).蛋白质印迹法实验中,与Tg组相比,Tg+Semaglutide组Tau231磷酸化水平降低(P＜0.05);与WT组相比,WT+Semaglutide组Tau231磷酸化水平也略降低,但组间差异无统计学意义.酶联免疫吸附法实验中,与Tg组相比,Tg+Semaglutide组Aβ1-42浓度降低(P＜0.05);与WT组相比,WT+Semaglutide组Aβ1-42浓度也降低(P＜0.05).结论 索马鲁肽可降低AD小鼠血清中与认知相关的标志物Aβ1-42水平和海马区Ser231位点磷酸化的Tau蛋白表达,能有效改善AD小鼠的认知功能,且索马鲁肽对小鼠体质量及血糖的影响在短时间里未见明显变化,安全性较高.

目的 探讨黄连解毒汤对Tau/APP/PS1转基因阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)小鼠神经元损伤的影响及机制.方法 将Tau/APP/PS1转基因AD小鼠随机分成模型组和黄连解毒汤低、中、高剂量组,每组 10 只.选取 10 只相同月龄的雄性C57BL/6J小鼠作为对照组.药物干预4周后,ELISA法检测小鼠海马组织炎症因子及AD相关病理标志物可溶性淀粉酶前体蛋白α(soluble amyloid precursor protein α,sAPPα)、β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein,Aβ)40、Aβ42 和磷酸化Tau 蛋白(phosphorylated tau protein,p-Tau)的水平,免疫荧光双标法检测海马Nod样受体蛋白3(nod-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体和小胶质细胞特异性标志物离子钙结合衔接分子1(ionized calcium binding adapter molecule 1,Iba1)的表达,Western blot检测小鼠海马NLRP3 炎性小体信号通路活化情况.结果 与对照组比较,模型组小鼠海马中NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase)-1 和Iba1 表达明显增加(P<0.05),炎症因子白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-18、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α水平上升(P<0.05),Aβ40、Aβ42 和p-Tau水平及p-Tau/Tau值均升高(P<0.05),sAPPα水平下降(P<0.05).与模型组比较,不同剂量黄连解毒汤治疗组小鼠海马中sAPPα水平上升(P<0.05),Aβ40、Aβ42 及 Tau 蛋白磷酸化水平均明显下降(P<0.05),IL-1β、IL-18、TNF-α 水平降低(P<0.05),NLRP3、ASC、Caspase-1和Iba1表达减少(P<0.05).结论 黄连解毒汤可能通过下调AD小鼠海马NLRP3炎性小体信号通路活性,抑制小胶质细胞活化,降低Aβ、p-Tau等神经元毒性病理产物的水平,从而改善海马神经元损伤.

5×FAD转基因小鼠(transgenic mice with five familial Alzheimer's disease)是携带 5 个家族性基因突变的APP/PS1转基因小鼠,其中与β-淀粉样蛋白前体(amyloid precursor protein,APP)相关的突变为K670N/M671L(Swedish)、1716V(Florida)和 V7171(London),与早老素-1(presenilin 1,PS1)相关的突变为 MI46L 和 L286V.5×FAD小鼠在1.5月龄时脑内已有大量的β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ),2月龄时开始出现神经炎性斑(neuritic plaque,NP).5×FAD小鼠的病理表型包括淀粉样斑块聚集、神经元丢失、神经胶质细胞增生和记忆功能障碍等.5×FAD小鼠的生物学特性可能涉及脑内Aβ斑块的形成变化、Tau蛋白过度磷酸化、突触功能障碍、神经炎症反应、线粒体功能障碍、血脑屏障损伤、神经元损伤、内质网应激和眼部病变等.作为阿尔茨海默病的经典动物模型,5×FAD转基因小鼠在早期即可模拟AD患者晚期的神经病理过程及行为学表现,被广泛应用于AD发病机制研究和AD新药开发.本文对5×FAD转基因小鼠模型的模型构建、生物学背景、生物学特性及AD防治药物的研发应用进行总结,以期为5×FAD转基因小鼠在AD研究中的应用提供参考与借鉴作用.

背景:阿尔茨海默病患者脑部多存在Notch1信号通路异常,但这些信号通路在阿尔茨海默病发病中的作用尚未完全明确.长期有氧运动对于Notch1信号通路的相关因子甲基化率能够产生影响,从而改变Notch1的表达.然而,有氧运动是否会通过Notch1信号通路对阿尔茨海默病小鼠海马神经细胞增殖及组织病理学特征产生影响并不清楚.目的:观察DAPT抑制Notch1信号通路后有氧运动对阿尔茨海默病小鼠海马神经细胞增殖及组织病理学特征的影响.方法:随机将3月龄APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠分成4组,分别为对照组、运动对照组、抑制剂组及运动抑制剂组,每组20只.采用自然喂养干预对照组,长期有氧运动干预运动组,各干预方式的周期为20周;然后在第18周对各组小鼠进行溶剂或Notch1抑制剂注射.20周后取脑组织,采用Real-time PCR、免疫荧光及Western blot技术分别检测Aβ1-42、Tau、Ki67及Notch1表达.结果与结论:与对照组小鼠相比,抑制剂组小鼠海马齿状回区Ki67、Notch1的表达显著降低(P<0.05),Aβ1-42、Tau没有显著差异;运动对照组小鼠海马齿状回区Ki67表达显著高于对照组,而Aβ1-42、Tau、Notch1表达显著低于对照组(P<0.05);运动抑制剂组小鼠海马齿状回区Aβ1-42、Tau、Ki67、Notch1表达与抑制剂组相比没有显著差异.由此可见,Notch1信号通路可能介导运动改善阿尔茨海默病小鼠海马神经细胞增殖及组织病理学特征的过程.

背景:阿尔茨海默病患者主要表现为认知和记忆功能障碍,有氧运动能够抑制内质网应激,改善阿尔茨海默病患者认知功能,然而有氧运动是否抑制内质网应激依赖的神经炎症尚不清楚.目的:探究有氧运动对阿尔茨海默病模型小鼠神经炎症和认知障碍的影响.方法:C57BL/6J野生型雄性小鼠50只随机分为野生对照组、野生运动组;APP/PS1双转基因雄性小鼠50只随机分为阿尔茨海默病组和阿尔茨海默病运动组,每组各25只.野生运动组、阿尔茨海默病运动组小鼠进行有氧运动训练(跑台运动,45 min/d,速度为12 m/min,5 d/周,共8周);将野生对照组、阿尔茨海默病组小鼠放置在安静跑台上.Morris水迷宫实验检测小鼠认知能力;硫黄素-S染色检测海马组织β-淀粉样蛋白含量;苏木精-伊红染色和尼氏染色检测小鼠海马组织损伤情况;免疫组化染色检测海马组织β-淀粉样蛋白、p-Tau水平;免疫荧光染色检测海马组织神经炎症相关因子阳性细胞数;Western Blot检测海马组织内质网应激相关蛋白p-IRE1、IRE1、p-PERK、PERK、ATF6、GRP78、Bip、Caspase-12、Iba-1、GFAP的水平.结果与结论:①与野生对照组相比,阿尔茨海默病组小鼠逃避潜伏期增加、到达先前平台的次数和在平台停留的时间减少,海马组织β-淀粉样蛋白、Tau水平和内质网应激相关蛋白p-IRE1/IRE1、p-PERK/PERK、ATF6、GRP78、Bip、Caspase-12、Iba-1、GFAP水平升高,神经炎症相关因子Iba-1+、Iba-1+TNF-α+、Iba-1+IL-6+、Iba-1+IL-1β+、GFAP+、GFAP+TNF-α+、GFAP+IL-6+、GFAP+IL-1β+阳性细胞数增加,Iba-1+IL-4+、Iba-1+IL-10+、GFAP+IL-4+、GFAP+IL-10+阳性细胞数减少(P＜0.05);与阿尔茨海默病组相比,阿尔茨海默病运动组小鼠逃避潜伏期减少、到达先前平台的次数和在平台停留的时间增加,海马组织β-淀粉样蛋白、Tau水平和内质网应激相关蛋白水平及炎症相关因子阳性细胞数呈现相反的变化(P＜0.05).②结果说明,有氧运动能够抑制海马组织内质网应激依赖的神经炎症,减轻阿尔茨海默病小鼠认知障碍.

慢性神经炎症是阿尔茨海默病(AD)发病机制之一,趋化因子及其受体在AD的病理中发挥着关键作用.其中,CC趋化因子受体3(CCR3)在AD患者和动物模型脑中神经元和小胶质细胞表达增加.CCR3基因缺陷小鼠(APP/PS1/CCR3-/-)的Tau蛋白过度磷酸化降低和Tau激酶活化减弱,空间记忆缺陷得到改善.给予APP/PS1转基因小鼠CCR3拮抗剂YM344031可减少其皮层和海马中Aβ的沉积,降低APP、APP-C99 和-C83 片段、BACE1的蛋白表达,减轻星形胶质细胞和小胶质细胞的激活,降低Tau蛋白的Thr181、Thr205 和Ser235磷酸化水平,抑制CDK5和GSK3β的活性,增加突触素、Drebrin和PSD95在海马的蛋白表达,恢复在Morris水迷宫实验中受损的空间学习能力.CCR3的配体CCL11可使原代培养的海马神经元CDK5和GSK3β蛋白表达呈时间依赖性增加,Tau蛋白的T181、T205、S235和S199部位的磷酸化水平增加,Aβ1-42 的分泌呈剂量依赖性增加,神经元树突分支数目、树突棘密度显著减少,但经CCR3特异性拮抗剂GW766994预处理则可防止其发生.说明CCR3参与AD发病,但是关于CCR3及其配体参与AD发病的具体途径和机制有待进一步研究.

目的 探讨小檗碱(BBR)对三转基因阿尔茨海默病(AD)小鼠的学习记忆及海马组织 PSD95突触蛋白表达水平的影响.方法 将30只三转基因(APP/Tau/PS1)AD小鼠按随机数字表法分成3组,即AD对照组、AD+25 mgBBR组、AD+50 mgBBR,每组各10只,后2组以灌胃方式且剂量分别为25 mg·kg -1 ·d-1、50 mg·kg -1·d-1,对照组给予等剂量生理盐水连续3个月灌胃处理;采用Morris水迷宫方法探测各组AD小鼠行为学改变、空间记忆及探索情况;免疫荧光染色检测各组小鼠海马组织突触后致密蛋白95 (PSD95)阳性表达水平;Western blotting(WB)法检测各组三转基因AD小鼠海马脑组织PSD95蛋白、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)和磷酸化雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)表达水平及微管相关蛋白轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)自噬水平.结果 AD+25 mgBBR组的逃避潜伏期的学习记忆能力、免疫荧光PSD95表达水平以及 PSD995、LC3-Ⅱ、p-Akt、p-mTOR蛋白表达水平与AD对照组比较均有明显差异(P<0.05);AD+50 mgBBR组逃避潜伏期的学习记忆能力、免疫荧光PSD95表达水平以及LC3-Ⅱ、p-Akt、p-mTOR表达水平与AD对照组比较差异均更明显(P<0.05,P<0.01).结论 应用50 mg小檗碱能较好改善三转基因AD小鼠的学习记忆、空间探索能力,其机制可能是通过增加自噬水平LC3-Ⅱ调控Akt/mTOR信号通路,增加突触蛋白PSD95的表达水平及突触数量,以改善AD相关临床症状.

目的:观察Rho激酶抑制剂法舒地尔(fasudil)在治疗阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)模型——淀粉样前体蛋白/早老素1双转基因(amyloid precursor protein/presenilin 1 double transgenic,APP/PS1 Tg)小鼠中促进神经再生并改善认知功能的作用.方法:将8月龄雄性APP/PS1 Tg小鼠作为AD模型,随机分为fasudil组(腹腔注射fasudil 25 mg·kg-1·d-1)和生理盐水(normal saline,NS)组(腹腔注射等体积生理盐水),取同月龄同性别野生型(wild type,WT)小鼠为WT组,连续治疗2个月;应用Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)实验和SMART 3.0行为学记录系统检测、记录并分析各组小鼠空间认知功能;免疫荧光组织化学染色法检测小鼠脑内海马齿状回和CA3区及大脑皮层p-Tau、ChAT、BrdU和nestin的蛋白表达水平和分布;Western blot法检测小鼠脑组织p-APP(Thr668)和p-Tau的蛋白水平.结果:在MWM实验中,与WT组小鼠相比,NS组10月龄APP/PS1 Tg小鼠从入水点到达平台的时间增加,在平台所在象限活动时间占总活动时间的比例及在平台所在象限游泳距离占总路径的比例减少;而fasudil治疗明显拮抗上述行为学指标,改善APP/PS1 Tg小鼠认知功能.此外,与NS组小鼠相比,fasudil明显减少小鼠p-Tau蛋白水平,增加p-APP蛋白水平,使海马区胆碱能神经元数量增多,促进神经元的轴突再生,动员脑内海马齿状回颗粒下区和脑室下区的内源性神经干细胞增殖.结论:Fasudil通过促进APP/PS1 Tg小鼠中枢神经系统p-Tau蛋白水平下调,增加可溶性APP水平,促进胆碱能神经元再生,动员内源性神经干细胞增殖,从而改善APP/PS1双转基因小鼠空间认知功能.