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标识符 CSTR:16397.09.0H01001226
资源中文名称 APP 伦敦型转基因小鼠
资源英文名称
疾病概述 阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease, AD)是最常见的神经退行性疾病,也是最常见的痴呆疾病(dementia),随年龄的增长其发病率逐渐增加。阿尔兹海默病的致病机制尚不明确,主要分为家族性阿尔兹海默病(familial AD, FAD)和散发性阿尔兹海默病(sporadic AD, sAD)。疾病的病理表现集中在神经元之间的淀粉样蛋白斑块沉积,神经元细胞内的磷酸化Tau蛋白和神经原纤维缠结,海马区和新皮层区弥散性的神经元丢失。
实验动物背景信息

淀粉样蛋白斑块(Amyloid plaques)是β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)的沉积,是AD的典型病理特征。

淀粉样前体蛋白(Amyloid precursor protein, APP)属于I型跨膜蛋白,人类APP基因位于21号染色体,共18个外显子,约100~130kb。研究发现APP可在神经系统发育过程中发挥重要功能,但具体生理作用尚未清楚。APP可被α-,β-和γ-分泌酶(secretase)剪切,形成细胞外α-,β-和γ-淀粉样蛋白的病理特征。APP基因的突变与早发性家族性AD(familial AD, FAD)密切相关.

Aβ蛋白是APP的水解形式,需要经过β-和γ-分泌酶(secretase)的剪切。首先,β-分泌酶剪切APP形成Aβ的N端,得到膜结合片段C99和分泌型APP胞外域APPsβ。随后,C99经γ-分泌酶剪切,产生Aβ的C端。γ-分泌酶的剪切不是精确剪切,可生成一系列Aβ多肽,其长度分别为38-43个氨基酸不等。一般情况下产生的Aβ40较多,Aβ42较少。Aβ42蛋白与短的Aβ蛋白相比更易产生纤维,Aβ42浓度增加与淀粉样蛋白斑块的不溶性纤维形成有关。已有大量证据表明早发型家族性AD与Aβ42蛋白相关,提示Aβ42在AD过程中发挥病因学作用。常染色体显性突变的APP、PS1、PS2基因与Aβ42蛋白的表达增高有关,并引起FAD。FAD中突变型的APP容易出现在β-或γ-分泌酶结合位点附近的聚集,导致Aβ总量增加(见于K670N/M671L瑞典型突变(Mullan M, Crawford F, Houlden H, Axelman K, Lilius L, Winblad B, Lannfelt L (1992) A pathogenic mutation for probable Alzheimer’s disease in the APP gene at the N-terminus of beta-amyloid. Nat Genet 1:345–347)或Aβ42增加(见于I716V佛罗里达型突变(Eckman CB, Mehta ND, Crook R, Perez-tur J, Prihar G, Pfeiffer E, Graff-Radford N, Hinder P, Yager D, Zenk B, Refolo LM, Prada CM, Younkin SG, Hutton M, Hardy J (1997) A new pathogenic mutation in the APP gene (I716V) increases the relative proportion of A beta 42(43).HumMol Genet 6:2087–2089.)和V717I伦敦型突变(Goate et al., 1991))。APP/V717I(London突变)是最早发现的FAD相关突变,其突变位点定位于γ-分泌酶的剪切位点附近。

模型制作方法

质粒构建:构建含有全长突变的人APPcDNA695V717I受控于PDGF启动子调控的质粒pPDAP695。质粒pPDAP695的Tth111I+XbaI的酶切片段为4.1kb,透析袋法进行回收。氯化铯超离纯化,将含有DNA的溶液合并,在注射缓冲液中透析。

超排卵和取卵与显微注射:供卵鼠于明暗循环的明循环中点腹腔注射PMS10IU,46h后注射HCG10IU,并与公鼠合笼,次日晨将有阴栓的母鼠处死, 在膨大部划出卵团,加透明质酸酶消化,挑出受精卵于M16继续培养4小鼠。纤维注射针末端虹吸DNA溶液后,于400倍镜下注入受精卵雄性原核。

模型表型数据

免疫组化显示8月龄阳性小鼠大脑皮质、小脑及海马的神经细胞Aβ阳性,刚果红染色阳性

 

跟踪整个生命周期,阳性动物6月龄跳台实验的潜伏期比10月龄、11月龄、12月龄明显缩短,比同龄非转基因动物跳台实验潜伏期明显延长。

阳性动物平均寿命24个月,较对照组缩短10个月。

对6月龄、10月龄小鼠分别进行旷场实验、Morris水迷宫实验。

焦虑行为:6月龄雌性小鼠与野生型相比在旷场实验中央区停留时间表现为焦虑增加(约10%),10月龄雄性小鼠与野生型相比表现出旷场实验焦虑增加(约70%),雌性小鼠与对照组没有明显差异。

空间认知:水迷宫实验表现出学习和记忆障碍。6月龄雄性和雌性小鼠均未表现出明显改变,雌性小鼠寻找平台的潜伏期与野生型小鼠相比表现为空间学习能力略有下降。10月龄雄性小鼠寻找平台的潜伏期与野生型小鼠相比出现明显的空间学习能力下降。
动物模型的评价与验证
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合作方式
相关文章 秦川,常洋,朱华,尹红星,高虹,张兵林,黄澜.老年性痴呆转基因(APP)动物模型的建立及应用[J].医学研究通讯,2004(08):21.
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