Dies ist ein Protokoll zur Alzheimer-Krankheit bei Ratten durch Bewertung der Beeinträchtigung des räumlichen Gedächtnisses, neuronale pathologischen Veränderungen, neuronale Amyloid Beta Protein (Aβ) Belastung zu imitieren, und kombiniert neurofibrillären Verschlingungen Aggregation, induziert durch die Injektion von Aβ25-35 mit Aluminium Bortrichlorid und rekombinante menschliche Umwandlung Wachstumsfaktor-β1.
Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine progressive, irreversible Gehirnerkrankung, die langsam zerstört Speicher und wird begleitet von Neuron Verlust und Struktur ändern. Mit der Zunahme von Alzheimer-Patienten weltweit ist der Pathologie und Therapie der Krankheit ein Schwerpunkt in der internationalen pharmazeutischen Industrie geworden. So ist die Einrichtung das Tiermodell AD im Labor nachahmen von großer Bedeutung.
Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll für die Gründung eines Mimic Anzeige in eine Ratte Tier Modell aber Intracerebroventricular Injektion von Amyloid Beta Protein 25-35 (Aβ25-35) in Kombination mit Aluminium Bortrichlorid (AlCl3) und Anterodorsal thalamische Kern Injektion von rekombinanten menschlichen Wachstumsfaktor-β1 (RHTGF-β1) in Ratten verwandelt. Die entsprechenden Marker der AD gemessen wurden, einschließlich: räumliche Gedächtnis, neuronale Struktur und Unterkonstruktion, neuronale Aβ und neurofibrillären Verschlingungen (NFT) Produktion. Diese Rattenmodell zeigt Beeinträchtigung des räumlichen Gedächtnisses, neuronale Struktur und pathologischen Veränderungen im Unterbau, Neuron intrazellulären Aβ-Belastung und NFT Aggregation und bietet eine enge Mimik der neuronalen Struktur und Funktion Störung mit der klinischen Alzheimer-Patienten. Damit die vorgestellten AD Ratte Modelprovides eine wertvolle in-Vivo -Tool für die Erkundung der neuronalen Funktion, neuronale Pathologie und Drogen-Screening von AD.
Es ist bekannt, dass Anzeige eine chronische und fortschreitende Neurodegenerative Erkrankung mit stufenweiser Gedächtnisverlust als die wichtigsten klinischen Syndrom ist. In der allgemeinen Pathologie ist Nervengewebe Atrophie, Nervenzelle und Synapse Verlust sowie neuronale subzelluläre Struktur und Funktion Störungen, die alle in der Entwicklung und klinische Manifestation von AD1,2beteiligt sind. Es wird berichtet, dass bei Tieren Intracerebroventricularly mit Aβ injiziert wurden, einige neurotoxischen Ereignisse im Gehirn mit neuronenverlust, Kalzium-Homöostase Störungen, Neuron Apoptose und reaktive Sauerstoff Spezies Überproduktion3auftreten. Jedoch mehrere Faktoren in der Pathogenese der AD und daher ist es wichtig, ein besseres Modell der AD zu etablieren.
Ein detailliertes Protokoll wird hier beschrieben, für den Aufbau einer in Vivo mimischen AD-Modell durch Intracerebroventricular Injektion von Aβ25-35 und AlCl3, kombiniert mit Anterodorsal thalamische Kern Injektion von RHTGF-β1 an Ratten. Diese Ratte Modelhighly imitiert menschliche neuronale Funktion und Histopathogenesis der Werbeanzeige, einschließlich Gedächtnisstörungen, neuronenverlust und Strukturschäden, Apoptose, intrazelluläre Aβ-Belastung und NFT Aggregation4,5,6 , 7 , 8 , 9. the AlCl3 verhindert, dass die hinterlegten Aβ bilden lösliche Aβ und RHTGF-β1 kann hinterlegte Aβ-Produktion fördern und erleichtern AD auftreten10. Dieser Angriff von mehreren Faktoren ab, das Neuron ist im Einklang mit der Multi-Pathogenese der AD.
Das gesamte Experiment überspannt 86 Tage: Abbildung 1 zeigt einen Zeitplan für die experimentelle Gesamtplanung, mit dem Zeitpunkt der tierischen Chirurgie, Tiermodell Screening, tierische räumliche Gedächtnis Test und Probenvorbereitung. Am ersten Tag der Operation war RHTGF-β1 in den Anterodorsal thalamische Zellkern mikroinjiziert. Am zweiten Tag der Operation wurden Aβ25-35 und AlCl3 in den seitlichen Ventrikel täglich für 14 aufeinanderfolgende Tage morgens und 5 aufeinander folgenden Tagen am Nachmittag bzw. mikroinjiziert. Alle Ratten durften für 45 Tage nach der Operation zu erholen. Morris-Wasser-Irrgarten diente, Bildschirm für erfolgreiches Modell Ratten mit Gedächtnisstörungen und Ratten räumliche Gedächtnis zu beurteilen. Die Ratten wurden 4 aufeinander folgenden Tagen der Wasser-Irrgarten training mit 2 Versuche pro Tag, und am 4. Tag der Ausbildung, wurden die Ratten mit Morris Wasser-Labyrinth-Leistung für Gedächtnisstörungen ausgewertet. Alle Ratten weiterhin 37 Tage nach der Vorführung Tiermodell gefüttert werden. Das räumliche Gedächtnis von Ratten wurde in der Morris-Wasser-Irrgarten über 7 aufeinander folgenden Tagen, vom Tag 79 bis 85 Tag nach der Operation getestet. Alle Ratten wurden durch Enthauptung am Tag 86 Gehirn Probenvorbereitung geopfert.
Abbildung 1. Timeline des experimentellen Designs. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Es ist bekannt, dass der Verlust von lernen und Gedächtnis sind wichtige klinische Symptome bei AD Patienten2. Das hier beschriebene Verfahren ist eine in-Vivo -Methode AD zu studieren; Wir haben ein zuvor veröffentlichten Protokoll angepasst, die ein Medikament zur Linderung von Gedächtnisstörungen und neuronalen Verletzungen in eine Ratte Modell4getestet. Unser Protokoll liefert wichtige Details zu wertvollen Daten sowie eine hohe Überlebensrate der Tiere, die erfolgreich Betrieb, Gedächtnisstörungen, Neuron Verletzungen, Aβ Belastung und NFT Ablagerung, AD (im vorliegenden Experiment, die Überlebensrate zu imitieren modellieren und erfolgreiches Modell Betrieb mehr als 90 %). Diese Erfolgsmodell Ratten wurden verwendet, um ihre räumliche Gedächtnis mit dem Morris Wasser-Labyrinth-Test zu messen. Die Positionierung Navigation-Studie festgestellt, dass das Compositing Aβ Ratte Erwerb Gedächtnisstörungen verursachen kann; die Sonde Versuch festgestellt, dass das Compositing Aβ Ratte Merkfähigkeit verringern kann; und die Umkehrung Studie festgestellt, dass das Compositing Aβ Ratte Wiedererlernen Beeinträchtigung führen kann. Diese Morris Wasser Labyrinth Testdaten zeigen, dass die zusammengesetzten Aβ Ratte räumliche Gedächtnis hervorrufen kann. Injektion von Ratten Intracerebroventricularly mit Aβ25-35 in Kombination mit AlCl3 und TGF-β1 erstellt insgesamt eine machbare und glaubwürdig in Vivo AD-wie Tiermodell für das Labor.
Frühere Studien haben gezeigt, dass das Hirnvolumen bei Alzheimer-Patienten 10 % geringer als die von gesunden Personen. Die zerebrale Hemisphäre durch visuelle Beobachtung verschiedener verkümmert entnehmen. Der Grad der Kortikale Atrophie bezieht sich positiv auf das Gedächtnis Beeinträchtigung19. In der Histologie stören die große Anzahl der neuronenverlust und schwere morphologische Pathologie direkt die Memory-Funktion im AD Patienten20. In der vorliegenden Studie festgestellt Licht/Elektron mikroskopische Beobachtung, dass die Ratten mit Compositing Aβ mikroinjiziert dramatische Neuropathologische Veränderungen, einschließlich neuronenverlust und Störung der neuronalen und subzelluläre Struktur angezeigt. Dieses Ergebnis bestätigt die Ratte räumliche Gedächtnisstörung durch Compositing Aβ induziert und ist vergleichbar mit dem Zustand der Alzheimer-Patienten.
Es ist bekannt, dass das Gehirn Aβ Belastung und NFT Aggregation der wichtigsten Merkmale der Histopathogenic in AD gelten. Sie können zerstören die neuronale Struktur, stören die neuronale Signalisierung der neuronale Funktion zu stören und führen zu fortgeschrittenen Demenz17. Die vorliegende Tiermodell gefunden Aβ Belastung und NFT Aggregation im Gehirn, die mit den AD Patienten Zustand einverstanden sind. Daher die vorliegende Neuron Verletzungen bei Ratten durch Compositing Aβ induziert als Modell lässt sich um neuronale Pathologie und Behandlungsstrategie Anzeige zu studieren.
Im folgenden werden Beispiele von screening-Drogenwirkungen in AD Ratte Modelle: Zhao Et Al., berichtet, dass beide Flavonoide aus Helmkraut stammt und verlässt (SSF) und Helmkraut Barbata (SBF) Dämpfen kann, Ratte Gedächtnisstörungen und Apoptose induziert durch Compositing Aβ8,9. Guo Et Al., auch berichtet, dass SBF NFT Aggregation und Tau-Protein über Phosphorylierung an Ser199, Ser214, Ser202, Ser404 und Thr231 Seite zu hemmen und GSK-3β, CDK5 und PKA Protein- und mRNA Expression in zusammengesetzten Aβ-behandelten Ratten21 verringern können . Gleichzeitig, Shang Et Al., haben auch berichtet, dass SBF die Astrozyten und Mikroglia Verbreitung und niedriger Aβ1-40, Aβ1-42 unterdrücken kann, und β-Website APP Spaltung Enzym 1 (BACE1) mRNA Expression im Gehirn von Compositing Aβ22 Ratten. Basierend auf den oben genannten Ergebnissen, ist unsere Tiermodell über andere AD-ähnliches Modell, die weitere neuronale Funktion und Struktur Störung sind vorteilhaft.
Bezug auf andere AD-ähnliches Modell einzelne Intracerebroventricular Injektion von Aβ Ratten kann dazu führen, dass Ratte Gedächtnisdefizite, neuronenverlust und Neurogliocyte Verbreitung, aber kann oder haben keine Aβ und NFT Ablagerung23. Ratten, hochdosierte Al ausgesetzt scheinen eine hohe Erfolgsquote, Mimik AD und eine kostengünstige Tiermodell mit Gedächtnisstörungen, neuronenverlust, Neurogliocyte Verbreitung und senile Plaques (SP) und NFT Aggregation im Gehirn zu haben. Doch die hohe Dosis von Al Ratte Leber Verletzungen verursachen und Magersucht, begleitet mit verringert Gewicht24. Die alte Ratte ist eine weitere AD-ähnliches Modell. Die gealterten Ratten zu demonstrieren, Gedächtnisstörungen, krankhafte Veränderungen der neuronalen Struktur/Unterkonstruktion, Lipofuszin Ablagerung, aber ohne Aβ Belastung und NFT Aggregation. Ratten von mehr als 24 Monaten des Alters gelten im Alter für dieses Modell und daher es erfordert eine längere Fütterung und dadurch die Kosten höher17,25. SAMP8 und APP Transgene Mäuse sind die engsten Mimik, AD, und sie sind die idealen Modelle für die Untersuchung von AD. Aber beide Tiermodelle sind höhere Preise und sind nur in der Labor-26,–27. Verglichen mit den oben genannten Tiermodellen, hat unser Modell der zusammengesetzten Aβ-behandelten Tiermodell eine geringere Kosten und hohe Leistung, so dass es ein ideales Werkzeug für die Untersuchung von AD.
Fazit: Intracerebroventricular Injektion von Aβ25-35 kombiniert mit AlCl3 und TGF-β1, Ratten bietet eine wertvolle in Vivo Tiermodell um besser zu verstehen, die Beeinträchtigung des räumlichen Gedächtnisses, neuronalen Verletzungen Aβ Belastung und NFT Ablagerung zugrunde liegenden AD. Dieses Modell bietet eine schnelle und relativ einfaches experimentelle Protokoll mit einem hohen Tier überleben Rate und hohe Modell erfolgreich Rate der Betrieb sowie eine hohe Rate der Vervielfältigung, die erwies sich als wirtschaftlicher. Die vorliegende Tiermodell ist ein wirksames Modell, AD zu imitieren und kann weiter selbst überprüfen, indem wird verwendet, um verschiedene andere Krankheiten imitieren.
The authors have nothing to disclose.
Unterstützt wurde das Projekt von der Hebei Provinz Natural Science Foundation (Nr. C2009001007, H2014406048), dem Hebei Provincial Administration der traditionellen chinesischen Medizin (Nr. 05027) und das wichtige Thema Bauprojekt der Hebei Provinz College, China.
Sprague-Dawley rat | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd, China | SCXK(Jing) 2012-0001 | 300–350 g |
Morris water maze | Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical Research Institute, China | No | |
Movable small animal anesthesi | RWD Life Science Co., Ltd. China | R580 | |
Brain Stereotaxic Apparatus | RWD Life Science Co., Ltd. China | 68001 | |
Flexible bone drill | Shanghai Soft Long Technology Development Co., Ltd. China | BW-sD908 | |
Transmission electron microscope | Japan Co., Ltd. Japan | JEM-1400 | |
Two channel microinjection pump | RWD Life Science Co., Ltd. China | RWD202 | |
EM microtome | Hitachi Co., Ltd. China | H-7650 | |
Dummy cannula | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62001 | 0.D.0.64×I.D.0.0.45mm/M3.5 http://www.rwdls.com/English/Product/3985102014.html |
Guide cannula | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62101 | 0.D.0.40mm/M3.5 |
Internal cannula | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62201 | 0.D.0.41×I.D.0.25mm/M3.5 |
Tighten the nut | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62501 | 0.D.5.5mm/L7.5mm/M3.5 |
Fixing screw | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62514 | M1.2×L2.0mm(100BAO) |
The screwdriver | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62999 | 45*1mm |
PE Tubing | RWD Life Science Co., Ltd. China | 62302 | |
Amyloid beta 25-35 | Sigma Aldrich Co. USA | SCP0002-5MG | |
Recombinant human transforming growth factor-β1 | PeproTech Inc. USA | 100-21 | |
Aluminium trichloride | Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. China | 3011080 | |
Congo red | Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. China | 3010016 | |
Silver nitrate | Sinopharm Chcmical Reagent Co., Ltd. China | 20150720 | |
Zinc phosphate dental cement | Dental Material of Factory Shanghai Medical Instruments Co., Ltd. China | 201311 |