阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病，一般可分为早发性 (EOAD) 和迟发性 (LOAD)。临床主要表现为进行性记忆能力丧失和整体认知能力下降，但目前其病因和发病机制仍不明确。AD典型病理特征为Aβ (Amyloid Beta) 沉积形成的细胞外淀粉样斑块及Tau蛋白（microtubule-associated protein）过度磷酸化形成的细胞内神经原纤维缠结 (NFT)。
图1 阿尔茨海默病患者脑内Aβ沉积和Tau聚集
注：神经细胞内蓝色聚集为Tau，细胞外黄色沉积为Aβ
Aβ是由 APP (Amyloid Precursor Protein) 依序水解产生的。在APP淀粉样蛋白加工过程中，β-分泌酶先将APP切割成膜连接的CTFβ和N端sAPPβ。随后，CTFβ被γ-分泌酶切割成AICD和一系列氨基酸片段。γ-分泌酶可以在多个位点切割APP，因此这些氨基酸片段会被进一步水解加工成Aβ肽的最终形式：如Aβ40和Aβ42。其中，Aβ42具有高度疏水性并易于聚集，是最具致病性的形式。
目前为止，被报道过的APP突变位点主要分布在第16及17外显子，这些突变可引起APP蛋白表达异常或水解改变，从而增加CTFs、总Aβ、Aβ42含量或改变Aβ42/Aβ40的比值。突变的命名是根据第一个确定的家族地理起源和 APP770 中的突变残基位置编号确定的。
PS1是组成γ-分泌酶蛋白质复合物的一部分，该基因的错义突变会影响γ-分泌酶的持续合成能力进而导致产生Aβ42的量增多以及Aβ42/Aβ40比率的变化。其中M146V、M146L、L286V 和△E9会比其他突变产生更多的Aβ42。
针对阿尔茨海默病
斯贝福APP/PS1小鼠模型
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斯贝福APP/PS1小鼠模型
斯贝福APP/PS1小鼠属于APPSwe × PS1△E9双转基因小鼠，在9号染色体的Arpp21和Pdcd6ip之间同时插入两个基因，全脑蛋白匀浆中可检测到高水平的人源化的突变早老蛋白和淀粉样前体蛋白。研究表明，转基因小鼠6到7个月时会在大脑中形成Aβ沉积，在6到15个月时会表现出性别差异。该模型遗传背景为（C57BL/6×C3H）F2，杂合子小鼠不表现出任何癫痫发作表型。相比之下，C57BL/6J背景上的APP/PS1杂合子表现出较高的癫痫发生率。25%的3 - 3.5月龄转基因小鼠至少出现过1次癫痫发作，到4.5个月大时癫痫的发生率增加到55%。
我们会对每个售出的动物个体进行基因型鉴定，以确保客户获得的小鼠为杂合APP/PS1。同时我们也建议购买该小鼠的客户在接到动物的第一时间进行基因型复检。
你知道关于AD研究有多少种模型吗？究竟哪种最适合您的实验呢？贴心的小编也做了整理 快来看看吧~
一代小鼠模型
APP转基因小鼠：APP小鼠中最常用的突变是位于β-切割位点的Swedish突变，该突变会增加β-分泌酶活性，导致Aβ产量增加。这些小鼠在大脑中表现出细胞外Aβ 沉积，但这与人类患者的斑块还存在一定的差异。此外，这些小鼠在淀粉样斑块形成之前就出现了认知功能障碍。相比于单个突变模型而言，两种突变结合的小鼠模型会更早的显示出这些病理特征。然而，APP转基因小鼠仅概括了AD病理的一部分，它们无法概括NFT的形成或神经元损失。
APP + PS1转基因小鼠：仅含有PS1突变基因的小鼠模型只显示出Aβ42比例的增加，不显示淀粉样斑块。然而，这些小鼠与人源APP过度表达的转基因小鼠杂交的后代产生了更多带有淀粉样蛋白原性的致病性 Aβ ，从而导致Aβ沉积加速、行为缺陷和神经元丢失。通过杂交培育了APPSwe× PS1M146L（称为 PSAPP），它比原始单基因 Tg2576更早地形成纤维状Aβ沉积物，其他APPSwe× PS1A246E、APPLnd× PS1A246E 或 APPSwe × PS1△E9等模型也有相同的情况。
5XFAD小鼠：5XFAD小鼠在APP和PS1转基因中携带五个FAD突变（APPSwe,Lon,Flo和 PS1M146L/L286V) 并由Thy-1启动子驱动。这些小鼠早在2个月大时就表现出脑 Aβ 病理学、神经胶质增生、突触变性和神经元丢失，并且早在4-5个月时就出现进行性认知缺陷。然而，尽管5XFAD小鼠具有侵袭性表型和病理变化，但它们也未能产生 NFT。
3xTg-AD小鼠：通过将Tau和APP基因原核显微注射到来自纯合PS1M146V KI小鼠的单细胞胚胎中来开发3xTg-AD小鼠。该模型表现出与AD患者相似的神经病理学，包括Aβ 斑块和NFT的形成，以及神经胶质增生、突触损伤和记忆缺陷。然而，编码Tau 蛋白的Mapt基因中引入的突变不是AD的原因，而是与17号染色体相关的额颞叶痴呆伴帕金森综合征 (FTDP-17)。与Mapt敲除小鼠杂交的 APP转基因小鼠在记忆缺陷和存活率方面有所改善，这表明Tau可能赋予Aβ毒性。
二代小鼠模型
APP敲入小鼠：App敲入小鼠模型在内源启动子的驱动下产生致病性Aβ（如 Aβ 42 ）但不过度表达APP。改变小鼠Aβ序列和人类之间三个不同氨基酸（G676R、F681Y和H684R）进行人源化的同时又引入了Swedish和 Beyreuther/Iberian 突变（称为App NL-F）。携带NL-F突变的小鼠表现出Aβ42产量增加和 Aβ42/Aβ40比率增高，而APP或其他片段的表达水平没有改变。App NL-F中的高水平的Aβ42导致大脑皮层和海马中病理性 Aβ 沉积并伴随着增强的神经炎症。同时表现出各种认知功能障碍，在 18个月大时出现记忆功能障碍。App NL-G-F小鼠具有第三种突变——Arctic（E693G）突变，这会导致Aβ更容易发生寡聚化/纤维化。与App NL-F小鼠相比，这些小鼠表现出更快更强的AD病理和认知异常。
APP + PS1敲入小鼠：带有瑞典突变的App敲入人源化小鼠 (App NLh/NLh )与PS1 P264L敲入小鼠杂交产生后代呈现天然表达模式且表现出较少的侵袭性病理学，Aβ沉积在敲入小鼠中随时间线性增加，而不是像转基因小鼠那样呈指数增长。除此之外，还有携带Swedish、Dutch和London突变的App敲入人源化小鼠与PS1 M146V敲入小鼠杂交产生的后代在大脑皮层的实质中以及脑血管系统中都表现出年龄依赖性的Aβ沉积，其方式类似于人类CAA 病理学。没有Dutch突变的双敲入小鼠几乎不表现出血管病变，因此，携带Dutch突变的小鼠可以被认为是代表 CAA 的相关模型。
APP敲入大鼠：鲁白教授团队采用了CRISPR/Cas9基因敲入技术，在大鼠体内实现了人源App 基因的替换，同时携带Swedish、Beyreuther/Iberian和Arctic 三个人类家族突变（App NL-G-F），而不改变App蛋白及其片段在脑内的时间和空间的表达水平。
系统的病理学，细胞生物学和行为学研究表明，该模型与现有其他AD动物模型相比，显示出与人类AD患者更相似的病理和疾病进展。该大鼠模型大脑有类似于人类的高磷酸化的tau，以及病理性Tau蛋白聚合物，一般在动物模型中很难观察到Aβ 和Tau 两种病理的同时存在。人类AD大脑的第三个显著变化是神经细胞的进行性死亡和大脑萎缩（表现为脑室扩张），在对App NL-G-F大鼠大脑宏观和微观上的系统研究，发现同时存在程序性凋亡和程序性坏死两种发生于AD 病人中的主要细胞死亡形式，并随着疾病的进展表现出了脑组织重量减轻和脑室的扩张，这也是科学家首次在人类AD以外的动物模型中观察到脑室的扩张。
鉴于AD的神经病理基础仍不明确，每种模型也都有自身的优势和局限性，因此实验研究人员应综合考虑选择最合适的动物模型进行针对性研究。
