ad以及行為學課件

AD以及行為學AD水迷宮、高架十字迷宮、筑巢行為等ForewordSAM小鼠——重要的Alzheimer’sdisease動物模型麻硯濤112611006Outline阿爾茨海默癥(Alzheimerdisease，AD)是發(fā)生在老年期或老年前期的一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，以神經(jīng)細胞內神經(jīng)纖維纏結(nervefibertangles，NFT)和細胞外老年斑(senileplaques，SP)以及大量神經(jīng)元喪失為主要神經(jīng)病理特征。

臨床表現(xiàn)1、進行性精神狀態(tài)衰變；2、記憶、智力、定向、判斷能力、情感障礙和行為失常甚至發(fā)生意識模糊等；3、患者通常在發(fā)病后5～6年內死于繼發(fā)感染和全身衰竭。BackgroundAloisAlzheimer〔1864-1915〕IdentifiedthefirstpublishedcaseofAlzheimer'sdisease.AugusteDeter〔1850-1906〕ThefirstpersondiagnosedwithAlzheimer'sdiseaseBackgroundBy2006,therewere26.6millionsufferersworldwide.Alzheimer'sispredictedtoaffect1in85peoplegloballyby2050.Background

AbrainwithoutthediseaseAbrainwithadvancedAlzheimer'sdiseaseBackground病理特征1、神經(jīng)纖維纏結2、淀粉樣蛋白斑BackgroundNoticeableproblemscomingupwiththerightwordornameTroublerememberingnamesIncreasingtroublewithplanningororganizingstage1stage2stage3stage4stage5stage6stage7Noimpairment(normalfunction)Verymildcognitivedecline(mayfeelasifheorsheishavingmemorylapses)MildcognitivedeclineModeratecognitivedecline/Mildorearly-stageAlzheimer'sdiseaseBackgroundForgetfulnessofrecentevents/one'sownpersonalhistoryGreaterdifficultyperformingcomplextasksForgetfulnessaboutBecomingmoodyorwithdrawnModeratelyseverecognitivedecline

SeverecognitivedeclineSevereorlate-stageAlzheimer'sdiseaseUnabletotakecareofoneselfSevereAlzheimer's

-maylastfrom1-5years.Plaquesandtangles(shownintheblue-shadedareas)tendtospreadthroughthecortexinapredictablepatternasAlzheimer'sdiseaseprogresses.EarliestAlzheimer's

-changesmaybegin20yearsormorebeforediagnosis.MildtomoderateAlzheimerstages

-generallylastfrom2-10years.Learning

andmemoryThinkingandplanningSpeakandunderstandingspeechSenseofwhereisyourbodyBackgroundAlzheimer’sDisease可能的致病分子機制Aβ的異常沉積：Aβ是I型跨膜蛋白淀粉樣前體蛋白(amyloidprecursorprotein，APP)的酶解產(chǎn)物。其沉積導致老年斑的形成，可能是所有因素導致AD的共同途徑。正常情況下，Aβ的產(chǎn)生和降解是平衡的，當出現(xiàn)如APP基因突變或過表達的特殊狀況會引起Aβ的異常沉積，引起神經(jīng)元細胞膜破壞，細胞通透性增加，大量Ca2+涌入細胞內，依次激活鈣依賴性激酶、蛋白酶、脂肪酶、細胞內自由基生成，從而導致細胞損傷乃至死亡。tau蛋白異常磷酸化：tau蛋白的過度磷酸化促使tau聚集形成成對的螺旋狀纖維絲結構，并使tau及其他微管相關蛋白從微管釋放，從而導致細胞骨架異常及軸漿運輸障礙。高度磷酸化的tau蛋白易于聚集形成不可溶的纖維狀纏結，進一步影響神經(jīng)功能。BackgroundBackground研究并建立可靠的AD動物模型對于探明阿爾茨海默癥的病制及發(fā)病機制及防治藥物的開發(fā)與研究具有重要的意義。獼猴兔犬模式生物&神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究線蟲大鼠繁殖力和抗病力強，價格低廉，醫(yī)學研究的應用范圍僅次子小鼠，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究中應用廣泛。傳統(tǒng)上可以用于復制腦缺血、腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血、癲癇、Parkinson病、Alzheimer病等多種動物疾病模型。小鼠個體小，生長繁殖快，價格低廉可以大量供給，并且全世界科研工作者均用國際公認的品系和標準的條件進行實驗，因此其實驗結果的科學性、可靠性、重復性高，用途最廣。在神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究應用方面，由于小鼠對多種病原體特別是病毒敏感，傳統(tǒng)上可用于乙型腦炎、脊髓灰質炎等病毒性疾病的研究。近年來通過轉基因小鼠對Parkinson、Alzheimer等病的發(fā)病機制進行了大量研究。modelanimalsmodelanimalsmodelanimals----SAMR&SAMPFamilytreeofSAMmouse〔Senescence-acceleratedmouse〕SAMRsenescenceaccelerated-resistantmouse，SAMR1SAMPSenescenceacceleratedpronemouseSAMP8SAMP8在渡過一段正常生長期(約4～6月齡)后迅速出現(xiàn)老化特征；SAMR1那么表現(xiàn)為正常衰老，常作為SAMP8的正常對照。快速老化癡呆模型小鼠SAMP8主要以學習記憶能力障礙為老化特征，人類許多老年性疾病如肺泡擴張、骨質疏松、骨關節(jié)疾病、學習記憶功能障礙、情感紊亂(抑郁)、白內障、聽覺障礙、腦萎縮、免疫缺陷等在SAMP不同亞系上均有不同程度的表達，而SAMR亞系的各項生理指標及生存期限與正常動物相似。是目前比較理想的自然衰老癡呆模型。modelanimals----SAMR&SAMPmodelanimals----SAMR&SAMP氧化應激能量代謝氧化物岐化酶活性降低神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質活性乙酰膽堿釋放葡萄糖代謝異常線粒體功能behaviortests用日本京都大學竹田俊男和細川昌那么教授制定的老化度評分標準：反響性被動性逃避反響皮毛光澤皮毛粗糙程度脫毛程度皮膚潰病眼周損害角膜混濁角膜潰瘍白內障脊柱后凸等11項進行觀察再根據(jù)程度不同，將每項指標劃分為3—5級不等，標定分值。根據(jù)這個統(tǒng)一的評分標準，客觀地給動物評分，積分越高那么老化度越高。behaviortests----老度化評分檢測各組小鼠活動度情況，活動箱為一無蓋、長寬各42cm、高35cm的黑色方盒，盒底用白色2mm寬線條將底面劃分為36個正方形小格(7cm×7cm)。檢測時將小鼠面朝墻壁放人紙盒的四個角落之一，記錄小鼠3min內跑動格子數(shù)、直立次數(shù)，連續(xù)記錄3d。結論：SAMP8相鄰兩個月齡的小鼠活動度顯示出隨增齡性活動度增加，SAMR1組沒有表現(xiàn)出隨月齡增加而活動度快速增加的特點，這也是老化小鼠對周圍環(huán)境危險意識降低的表現(xiàn)。behaviortests----廣場實驗〔openfieldtest〕正常小鼠在有屏壁的臂內產(chǎn)生平安感，無屏壁臂內產(chǎn)生恐懼不安感。實驗時將小鼠面向兩個相鄰的臂的交界口置于十字架的中心平臺處，測定5min內進入無屏壁臂(危險區(qū))的次數(shù)及時間，以反映其產(chǎn)生恐懼不安狀態(tài)的程度，檢查其對危險與平安的識別能力。behaviortests----高架十字迷宮實驗〔elevstedplusmaze〕說明SAMP8隨增齡識別平安與危險環(huán)境的能力降低，處于低恐怖低緊張狀態(tài)。behaviortests----廣場實驗〔openfieldtest〕

檢測小鼠與生俱來的特殊筑巢能力，筑巢行為的完成度和小鼠海馬及前腦皮質的功能密切相關。將小鼠單獨放養(yǎng)過夜，給食物、水、新的木絮，每只籠內放入6塊5*5cm2大小的薄布，過夜后，于次日清晨觀察小鼠窩的筑成情況及組成的材料，木絮圍升的凹狀、是否有布條碎片等，并給予相應的評分。具體評分如下：0分——沒有可見的木絮窩，沒有布；1分——只有木絮窩，沒有碎布條；2分——有木絮窩，有碎布條或整塊布在窩里或圍著；3分——2加上形成一個杯口狀窩；4分——碎布條像一個球狀覆蓋著小鼠。behaviortests----筑巢實驗〔nestingtest〕0分1分2分3分4分behaviortests----筑巢實驗〔nestingtest〕Morris圓形水迷宮〔MorrisWaterMaze〕是水迷宮中常用的一種，它通過強迫實驗動物〔大鼠、小鼠〕游泳，讓實驗動物學習在水中尋找隱藏平臺并通過分析其尋找平臺所用時間和所走路徑測試實驗動物對空間位置覺和方向覺〔空間定位〕的學習記憶能力，進而判斷實驗動物的記憶功能好壞。通過該設備可以得到豐富的實驗信息，比方實驗動物的潛伏期、游泳總路程、平均速度、穿越平臺的次數(shù)、屢次實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計運算〔平均值/總和〕、象限分析〔四個象限中游泳軌跡分析，時間/路程/百分比〕、圓形區(qū)域分析〔定位搜索、四象限中與平臺相對稱位置的軌跡分析、時間/路程/百分比/密度〕、環(huán)形區(qū)域分析〔定距搜索，與平臺相切的環(huán)形區(qū)域內的軌跡分析，時間/路程/百分比/密度〕、游泳軌跡圖、軌跡圖編輯分析等。通過對這些豐富的實驗參數(shù)進行分析，不僅可以對與空間學習記憶相關的腦區(qū)功能進行評價，而且可以對影響學習記憶的相關的藥物效果、環(huán)境、基因、電磁輻射等其他因素進行評價。behaviortests----水迷宮實驗〔morriswatermaze〕behaviortests----水迷宮實驗〔morriswatermaze〕behaviortests----水迷宮實驗〔morriswatermaze〕1．隱蔽平臺試驗(hiddenplatformtrial)試驗前1d，讓動物在不含平臺的水池中自由游泳90S，使其熟悉迷宮環(huán)境。試驗時平臺位置固定不變，置于西北象限中央，平臺中點離池壁25cm。在平臺對側選兩個與之距離相等的點作為入水點，訓練時將動物面朝池壁輕輕放入水中，記錄小鼠從入水至找到平臺的游泳路線的長度及找到平臺的時間(逃避潛伏期，escapelatency，EL)，然后讓小鼠在平臺上停留10s。如果90s內找不到平臺，潛伏期記為90s，并將小鼠引導至平臺上休息10s。每天在2個入水點各訓練1次，以兩次潛伏期的算術均值作為這一天的成績進行統(tǒng)計分析。2．空間探索試驗(probetrial)隱蔽平臺試驗結束24h后，撤除平臺。任選一相同入水點將小鼠放入水中，記錄小鼠在60s內的游泳路徑，對小鼠在原平臺象限的停留時間進行統(tǒng)計分