CN108938667A - 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法 - Google Patents

一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108938667A
CN108938667A CN201811135578.2A CN201811135578A CN108938667A CN 108938667 A CN108938667 A CN 108938667A CN 201811135578 A CN201811135578 A CN 201811135578A CN 108938667 A CN108938667 A CN 108938667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zebra fish
test
alzheimer
fish
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811135578.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108938667B (zh
Inventor
韩利文
萧崇德
刘可春
张云
李晓彬
靳梦
彭维兵
孔浩天
韩建
夏青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biology Institute of Shandong Academy of Sciences
Original Assignee
Biology Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biology Institute of Shandong Academy of Sciences filed Critical Biology Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority to CN201811135578.2A priority Critical patent/CN108938667B/zh
Publication of CN108938667A publication Critical patent/CN108938667A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108938667B publication Critical patent/CN108938667B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/30Zinc; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0004Screening or testing of compounds for diagnosis of disorders, assessment of conditions, e.g. renal clearance, gastric emptying, testing for diabetes, allergy, rheuma, pancreas functions
    • A61K49/0008Screening agents using (non-human) animal models or transgenic animal models or chimeric hosts, e.g. Alzheimer disease animal model, transgenic model for heart failure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,该方法是以斑马鱼作为模式动物,通过Zn2+的诱导即可以获得阿尔兹海默症的模型,同时提供了该方法所构建的阿尔兹海默症模型在筛选阿尔兹海默症治疗用药或预防该病的物质的方面和研究该病致病机理方面的应用。该方法使用斑马鱼为模式动物,其个体小、发育周期短、实验周期短、费用低、便于生物实验应用;通过Zn2+的诱导造模克服了AlCl3造模的缺陷,成功率高。

Description

一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法
技术领域
本发明涉及一种用于药物筛选的疾病模型的构建方法,具体的说是一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法。
背景技术
阿尔兹海默症(AD)是引起老年痴呆症最常见的病因,目前,全球大约有超过2600万的阿尔兹海默症患者。AD是一种原发性退行性精神疾病,临床表现为认知和记忆功能进行性恶化,并伴有各种精神症状和行为障碍。阿尔兹海默症有三种神经病理学特征,神经元内、外β-折叠形成Aβ肽的聚集;主要由高度磷酸化的微管相关蛋白组成双螺旋丝,以及神经元胞体和突触营养不良造成细胞内相关区域的空泡样变。AD的临床表现主要是由于相关突触损失引起的以记忆和认知功能的逐渐降低的神经功能障碍,以及Aβ42蛋白和P-tau蛋白的变化。
基于如今对于阿尔兹海默症的研究需求,建立动物模型对该病的研究十分重要。目前,实验研究中常用的阿尔兹海默症模型主要可以分为非转基因模型和转基因模型。转基因模型操作复杂,单转基因的动物模型只能从某一个方面模仿AD患者,多转基因的研究还不够成熟;而非转基因的模型主要包含注射诱导物质(铝中毒、Aβ诱导物质注射等)或者外力损伤(电损、手术损伤等),这些方法一是目前只在大鼠、小鼠等哺乳类动物上可以获得阿尔兹海默症的模拟模型,而使用这一类模型主要存在两方面劣势,一是使用大鼠、小鼠等这一类的哺乳动物作为模式动物的实验周期较长、成本高、操作复杂、不利于大批量实验,二是有些模型不能满足对AD典型症状的全面覆盖,准确性低。
斑马鱼与人类基因同源性高达85%,多种基因信号通路与人类近似,生物结构和生理功能与哺乳动物高度相似,具有个体小、发育周期短(24小时器官便可形成)、实验周期短(筛选结果在一周内即可得出)、费用低(约为鼠类的1/10-1/100)、单次产卵数较高(150-200枚)以及实验用药量小(为小鼠用药量的1/100~1/1000)等优点,作为模式生物的优势很突出。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足,提供了一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,该方法是以斑马鱼作为模式动物,通过Zn2+的诱导即可以获得阿尔兹海默症的模型。该方法构建的模型临床症状明显,剖检特征典型,适合于预防和治疗阿尔兹海默症药物的研究,该方法也可以为阿尔兹海默症的模型构建提供一种新的思路和方法。
本发明的技术方案是:
一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,以斑马鱼作为模式动物,通过Zn2+的诱导而得到阿尔兹海默症模型。
进一步的,所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,包括以下步骤:
1)斑马鱼的选取:选取健康的成年斑马鱼,所述成年斑马鱼指6-15月龄的健康斑马鱼;
2)重金属处理斑马鱼:将斑马鱼随机分为2组,分别为空白对照组和Zn2+处理组,将斑马鱼置于实验处理缸中,空白对照组的实验处理缸中为纯净水,Zn2+处理组的实验处理缸中为Zn2+剂量为0.5-3.0ppm的纯净水,处理时间至少9天,实验处理斑马鱼期间停止饲喂;
所述Zn2+的来源可以氯化锌、硫酸锌、醋酸锌等市售的试剂,也可以是工业污染排放到河流等水体的Zn2+
3)斑马鱼游泳行为测试:Zn2+处理之后,在装有纯净水的测试缸中分别对空白对照组和Zn2+处理组每一条斑马鱼进行游泳行为测试,并进行统计分析;
所述的斑马鱼游泳行为测试为运动活力测试、记忆力测试和捕食者回避测试;
4)生化指标检测:对空白对照组和Zn2+处理组的斑马鱼的脑部进行解剖,检测各项生化指标,并进行统计分析;
所述的生化指标是ROS(活性氧)、Aβ-42和p-Tau,还可以包括乙酰胆碱、乙酰胆碱酶;
5)模型成功的判断标准为:与空白对照组相比,Zn2+处理组斑马鱼ROS(活性氧)、Aβ-42和p-Tau水平显著升高(p<0.05),且同时表征出现记忆力减退、运动活力降低、对外界刺激的敏感度降低,则为阿尔兹海默症模型构建成功。
进一步的,步骤2)中所述实验处理缸的尺寸,长度不低于20cm,液面高度不低于3cm,所述测试缸与实验处理缸完全相同。
进一步的,步骤2)所述实验处理缸中可以有15-30条斑马鱼同时处理。
进一步的,步骤3)所述运动活力测试,是指斑马鱼在实验处理缸中处理至少9天以后,依次取出处理后的斑马鱼,分别放入对应测试缸中适应30min,此后记录每条鱼10min内平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中;
所述记忆力测试是电击学习测试,是指斑马鱼在试验处理缸中处理至少9天以后,依次取出处理后的斑马鱼,分别放入测试缸中适应30min,此后首先训练斑马鱼形成一种电击和在底部游泳行为的反射弧线路,即当斑马鱼游到上部时立刻被电击,每条鱼电击处理3次,记录每条鱼训练前后在3min内在底部游泳的时间即潜伏时间,这个实验主要反应了斑马鱼的短期记忆力,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中;
所述捕食者回避实验是斑马鱼对其天敌或者比其自身体型大的鱼类的回避测试,实验时放入其天敌或者比其自身体型大的鱼类,斑马鱼适应30min,此后记录斑马鱼在测试缸中10min内的平均运动速度,这个实验反映了斑马鱼对外界刺激的敏感度,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中。
进一步的,上述斑马鱼游泳行为测试在Zn2+处理后第9-14天之间进行,一天之内只进行1项测试,每项测试间隔可以是1-4天。
进一步的,上述的斑马鱼游泳行为测试可以在同一个测试缸内顺序进行,也可以在多个测试缸内分别平行进行,测试应在白天内完成,不能超过晚上10:00。
进一步的,本发明提供了上述方法所构建的阿尔兹海默症模型在筛选阿尔兹海默症治疗用药或预防该病的物质的方面的应用。
进一步的,本发明提供了上述方法所构建的阿尔兹海默症模型在研究阿尔兹海默症致病机理方面的应用。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种用于药物筛选的阿尔兹海默症新模型的构建方法,使用斑马鱼为模式动物构建该病模型,其个体小、发育周期短、实验周期短、费用低、便于生物实验的应用。使用Zn+诱导相对于使用AlCl3而言,AlCl3在酸性条件下才能以离子形式存在,非离子形式不能达到建构该种疾病模型的效果,但酸性条件对斑马鱼生存有一定的影响,使用AlCl3诱导构建模型的方法对pH的要求比较严格,有一定的试验难度和试验偶然性,结果不稳定,而使用Zn+诱导则完全不存在此类问题,试验操作简便,成功率高。该方法构建的模型可以应用于阿尔兹海默症的用药筛选和其致病机理的研究,揭示了锌离子对阿尔兹海默症的潜在致病作用,同时该方法也为阿尔兹海默症模型的构建提供了一种新的思路。
附图说明
图1:ZnCl2对斑马鱼运动活力能力的影响的柱状图。
图2:电击实验中ZnCl2对斑马鱼短期记忆能力的影响的柱状图。
图3:躲避天敌实验中ZnCl2对斑马鱼逃避能力的影响的柱状图。
图4:ZnCl2引起了斑马鱼脑内乙酰胆碱酯酶、乙酰胆碱水平的显著变化的柱状图。
图5:ZnCl2引起了斑马鱼脑内ROS水平的显著变化的柱状图。
图6:ZnCl2引起了斑马鱼脑内Aβ-42、p-Tau蛋白质水平的显著变化的柱状图。
图7:石杉碱甲对运动速度的影响的柱状图。
图8:石杉碱甲对记忆能力的影响的柱状图。
图9:石杉碱甲对躲避天敌能力的影响的柱状图。
图10:石杉碱甲对斑马鱼脑内ROS含量的影响的柱状图。
图11:石杉碱甲对斑马鱼脑内Aβ-42、p-Tau蛋白质水平的影响的柱状图。
图12:化合物S-971对运动速度测试结果的影响的柱状图。
图13:化合物S-971对记忆能力测试结果的影响的柱状图。
图14:化合物S-971对躲避天敌能力测试结果的影响的柱状图。
图15:化合物S-971对斑马鱼脑内ROS检测结果的影响的柱状图。
图16:化合物S-971对斑马鱼脑内Aβ-42、p-Tau蛋白质水平的检测结果的影响的柱状图。
具体实施方式
实施例1、阿尔兹海默症模型的构建方法
1、实验材料与方法
1.1材料:
氯化锌,西格玛奥德里奇公司生产。6个月月龄的健康成年斑马鱼,山东省科学院生物研究所提供,并严格按照国际实验动物保护认证评估机构相关处理准则执行。
1.2方法:
1)实验准备:选取6个月月龄的成年斑马鱼分为A、B、C、D四个实验组,每组15只鱼,A组为对照组,B、C、D组为实验组,将四组分别置于各自实验处理缸中,保持pH为7.0-7.5、环境温度为28.5℃的水循环环境,采用反渗透法对循环水进行过滤,并且始终维持鱼缸处于光照10小时和遮光14小时的昼夜交替的环境中,一日饲喂斑马鱼两次。
2)实验处理:实验开始时A组实验处理缸中不添加ZnCl2作为空白对照组,在B组实验处理缸中加入0.5ppm的ZnCl2,在C组实验处理缸中加入1.5ppm的ZnCl2,在D组实验处理缸中加入3.0ppm的ZnCl2,实验处理斑马鱼期间停止饲喂。
3)实验测试:游泳行为测试在测试缸中进行,选取四个相同的测试缸,分别标注A、B、C、D,放入相同的纯净水,在处理9-14天期间进行游泳行为测试,处理9天后进行运动活力测试,处理10天后进行记忆力测试,处理14天后,进行捕食者回避测试。记录每条斑马鱼在一段时间的游泳行为视频,利用视频处理软件对每一条鱼的行为特点分析,获得斑马鱼游泳行为参数,进行活动路线三维描记及统计分析。
1.3检测指标
1)记录斑马鱼游泳行为测试指标:在实验处理缸中处理9天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min进行运动活力测试,记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理10天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min,进行记忆力测试,记录每条斑马鱼在3min的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得不同实验组潜游的时间,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理14天后进行捕食者回避测试,测试缸从离左侧三分之二处放入透明隔板,隔板左侧部分(较大部分)放入各实验组的每一条斑马鱼,隔板右侧放入其天敌或者比其自身体型大的鱼类,斑马鱼适应30min,随后记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,游泳运动测试完成。
2)测量相关生化指标:在实验处理缸中处理14天后解剖斑马鱼获取其大脑组织,使用相应的检测试剂盒检测乙酰胆碱、乙酰胆碱酶、ROS(活性氧)、Aβ-42蛋白和p-Tau蛋白在脑组织中的含量。
2.实验结果
结果显示,使用ZnCl2处理成年健康斑马鱼一定时间后,斑马鱼出现运动活力降低(如图1)、短期记忆力减退(如图2)、对天敌的敏感度减弱的现象(如图3),与老年痴呆的基本症状一致。生化指标显示,ZnCl2处理斑马鱼后,斑马鱼大脑组织中乙酰胆碱酶水平显著升高、乙酰胆碱含量降低(如图4)。同时发现ZnCl2处理斑马鱼大脑组织中ROS(活性氧)含量提高(如图5)。进一步发现,ZnCl2处理斑马鱼大脑组织中阿尔茨海默症的关键蛋白标志物Aβ-42、p-Tau蛋白质的含量也显著升高(如图6),说明经过本发明的方法,ZnCl2处理斑马鱼成功形成了阿尔茨海默症的症状,可以作为科学实验的研究工具。
实施例2、利用阿尔兹海默症模型利用筛选已知药物
1、实验材料与方法
1.1材料:氯化锌,西格玛奥德里奇公司生产。石杉碱甲,纯度98.0%,南京康满林化工实业有限公司生产。6个月月龄的健康成年斑马鱼,山东省科学院生物研究所提供,并严格按照国际实验动物保护认证评估机构相关处理准则执行。
1.2方法:
1)实验准备:选取6个月月龄的成年斑马鱼分为A、B、C、D四个实验组,每组20只鱼,A组为对照组,B、C、D组为实验组,将四组分别置于各自鱼缸中,保持pH为7.0-7.5、环境温度为28.5℃的水循环环境,采用反渗透法对循环水进行过滤,并且始终维持鱼缸处于光照10小时和遮光14小时的昼夜交替的环境中,一日饲喂斑马鱼两次。
2)实验测试:实验开始时A组中不添加ZnCl2作为空白对照组,在B组鱼缸中加入2ppm的ZnCl2,在C组鱼缸中加入2ppm的ZnCl2和石杉碱甲(50μg/ml),在D组鱼缸中加入2ppm的ZnCl2和石杉碱甲(100μg/ml),实验期间停止饲喂。
3)实验测试:游泳行为测试在测试缸中进行,选取四个相同的测试缸,分别标注A、B、C、D,放入相同的纯净水,在处理9-12天期间进行游泳行为测试,处理9天后进行运动活力测试,处理10天后进行记忆力测试,处理11天后,进行捕食者回避测试。记录每条斑马鱼在一段时间的游泳行为视频,利用视频处理软件对每一条鱼的行为特点分析,获得斑马鱼游泳行为参数,进行活动路线三维描记及统计分析。
1.3检测指标
1)记录运动测试指标:记录斑马鱼游泳行为测试指标:在实验处理缸中处理9天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min进行运动活力测试,记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理10天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min,进行记忆力测试,记录每条斑马鱼在3min的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得不同实验组潜游的时间,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理11天后进行捕食者回避测试,测试缸从离左侧三分之二处放入透明隔板,隔板左侧部分(较大部分)放入各实验组的每一条斑马鱼,隔板右侧放入其天敌或者比其自身体型大的鱼类,斑马鱼适应30min,随后记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中。
2)测量相关生化指标:在实验处理缸中处理12天后解剖斑马鱼获取其大脑组织,使用相应的检测试剂盒检测ROS(活性氧)、Aβ-42蛋白和p-Tau蛋白在脑组织中的含量。
2.实验结果
结果显示,使用2ppm的ZnCl2处理成年健康斑马鱼后,斑马鱼出现运动力减弱(如图7)、短期记忆力减退(如图8)、躲避天敌能力减退(如图9),脑内生化指标等均与老年痴呆的基本症状一致(如图10-11),说明造模成功。加入石杉碱甲处理后,斑马鱼的游泳速度加快,运动能力有效提升,使用100μg/ml石杉碱甲的实验组基本与空白组持平(如图7),短期记忆能力加强(如图8),对外界刺激的敏感度有所回升(如图9),斑马鱼大脑组织中ROS(活性氧)含量降低(如图10),斑马鱼大脑组织中阿尔茨海默症的关键蛋白标志物Aβ-42、p-Tau蛋白质的含量也与ZnCl2处理组具有显著差异(如图11)。石杉碱甲是目前已知的阿尔茨海默症的上市药物,在本发明的筛选模型中体现了合理、显著的响应,说明本发明的方法的有效性。
实施例3、利用阿尔兹海默症模型利用筛选未知化合物
1、实验材料与方法
1.1材料:氯化锌,西格玛奥德里奇公司生产。化合物S-971,纯度98.0%,山东省科学院生物研究所提供。6个月月龄的健康成年斑马鱼,山东省科学院生物研究所提供,并严格按照国际实验动物保护认证评估机构相关处理准则执行。
1.2方法:
1)实验准备:选取6个月月龄的成年斑马鱼分为A、B、C、D四个实验组,每组30只鱼,A组为对照组,B、C、D组为实验组,将四组分别置于各自鱼缸中,保持pH为7.0-7.5、环境温度为28.5℃的水循环环境,采用反渗透法对循环水进行过滤,并且始终维持鱼缸处于光照10小时和遮光14小时的昼夜交替的环境中,一日饲喂斑马鱼两次。
2)实验测试:实验开始时A组中不添加ZnCl2作为空白对照组,在B组的各个鱼缸中加入1.5ppm的ZnCl2,在C组的各个鱼缸中加入1.5ppm的ZnCl2和化合物S-971(10μg/ml),在D组的各个鱼缸中加入1.5ppm的ZnCl2和化合物S-971(20ug/ml),实验期间停止饲喂。
3)实验测试:游泳行为测试在测试缸中进行,选取四个相同的测试缸,分别标注A、B、C、D,放入相同的纯净水,在处理10-14天期间进行游泳行为测试,处理10天后进行运动活力测试,处理11天后进行记忆力测试,处理13天后,进行捕食者回避测试。记录每条斑马鱼在一段时间的游泳行为视频,利用视频处理软件对每一条鱼的行为特点分析,获得斑马鱼游泳行为参数,进行活动路线三维描记及统计分析。
1.3检测指标
1)记录运动测试指标:记录斑马鱼游泳行为测试指标:在实验处理缸中处理10天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min进行运动活力测试,记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理11天后,将四个实验组的每一条斑马鱼分别放入其对应的测试缸中适应30min,进行记忆力测试,记录每条斑马鱼在3min的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得不同实验组潜游的时间,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中;在实验处理缸中处理13天后进行捕食者回避测试,测试缸从离左侧三分之二处放入透明隔板,隔板左侧部分(较大部分)放入各实验组的每一条斑马鱼,隔板右侧放入其天敌或者比其自身体型大的鱼类,斑马鱼适应30min,随后记录每条斑马鱼在10min内的游泳行为视频,利用视频处理软件处理分析获得其平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后重新放入其取出时所在的实验处理缸中。
2)测量相关生化指标:在实验处理缸中处理14天后解剖斑马鱼获取其大脑组织,使用相应的检测试剂盒检测ROS(活性氧)、Aβ-42蛋白和p-Tau蛋白在脑组织中的含量。
2.实验结果
结果显示,使用2ppm的ZnCl2处理成年健康斑马鱼后,斑马鱼出现运动力减弱(如图12)、短期记忆力减退(如图13)、躲避天敌能力减退(如图14),脑内生化指标等均与老年痴呆的基本症状一致(如图15-16),说明造模成功。加入化合物S-971后,发现斑马鱼的游泳速度加快,运动能力有效提升(如图12),短期记忆能力加强(如图13),对外界刺激的敏感度也有所回升(如图14),斑马鱼大脑组织中ROS(活性氧)含量降低(如图15),斑马鱼大脑组织中阿尔茨海默症的关键蛋白标志物Aβ-42、p-Tau蛋白质的含量也与ZnCl2处理组具有显著差异(如图16)。说明化合物S-971具有潜在抗阿尔茨海默症的作用。

Claims (9)

1.一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,以斑马鱼作为模式动物,通过Zn2+的诱导而得到阿尔兹海默症模型。
2.如权利要求1所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)斑马鱼的选取:选取健康的成年斑马鱼;
2)重金属处理斑马鱼:将斑马鱼随机分为2组,分别为空白对照组和Zn2+处理组,将斑马鱼置于实验处理缸中,空白对照组的实验处理缸中为纯净水,Zn2+处理组的实验处理缸中为Zn2+剂量为0.5-3.0ppm的纯净水,处理时间至少9天,实验处理斑马鱼期间停止饲喂;
3)斑马鱼游泳行为测试:Zn2+处理之后,在装有纯净水的测试缸中分别对空白对照组和Zn2+处理组每一条斑马鱼进行游泳行为测试,并进行统计分析;
所述的斑马鱼游泳行为测试为运动活力测试、记忆力测试和捕食者回避测试;
4)生化指标检测:对空白对照组和Zn2+处理组的斑马鱼的脑部进行解剖,检测各项生化指标,并进行统计分析;
所述的生化指标是ROS、Aβ-42、p-Tau;
5)模型成功的判断标准为:与空白对照组相比,Zn2+处理组斑马鱼ROS、Aβ-42和p-Tau水平显著升高,且同时表征出现记忆力减退、运动活力降低、对外界刺激的敏感度降低,则为阿尔兹海默症模型构建成功。
3.如权利要求2所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,步骤2)中所述实验处理缸的尺寸,长度不低于20cm,液面高度不低于3cm,所述测试缸与实验处理缸完全相同。
4.如权利要求3所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,所述实验处理缸中有15-30条斑马鱼同时处理。
5.如权利要求2所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,步骤3)所述运动活力测试,是指斑马鱼在实验处理缸中处理至少9天以后,依次取出处理后的斑马鱼,分别放入对应测试缸中适应30min,此后记录每条鱼10min内平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中;
所述记忆力测试是电击学习测试,是指斑马鱼在试验处理缸中处理至少9天以后,依次取出处理后的斑马鱼,分别放入测试缸中适应30min,此后首先训练斑马鱼形成一种电击和在底部游泳行为的反射弧线路,即当斑马鱼游到上部时立刻被电击,每条鱼电击处理3次,记录每条鱼训练前后在3min内在测试缸底部潜伏时间,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中;
所述捕食者回避实验是斑马鱼对其天敌或者比其自身体型大的鱼类的回避测试,实验时放入其天敌或者比其自身体型大的鱼类,斑马鱼适应30min,此后记录斑马鱼在测试缸中10min内的平均运动速度,每一条斑马鱼在测试完毕后随即放回其取出时的实验处理缸中。
6.如权利要求2所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,所述斑马鱼游泳行为测试在Zn2+处理后第9-14天之间进行,一天之内只进行1项测试,每项测试间隔1-4天。
7.如权利要求2所述的一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法,其特征在于,所述的斑马鱼游泳行为测试可以在同一个测试缸内顺序进行,或者在多个测试缸内分别平行进行。
8.如权利要求1-7任一项所述方法构建得到的阿尔兹海默症模型在筛选阿尔兹海默症治疗用药或预防该病的物质的方面的应用。
9.如权利要求1-7任一项所述方法构建得到的阿尔兹海默症模型在研究阿尔兹海默症致病机理方面的应用。
CN201811135578.2A 2018-09-28 2018-09-28 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法 Active CN108938667B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811135578.2A CN108938667B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811135578.2A CN108938667B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108938667A true CN108938667A (zh) 2018-12-07
CN108938667B CN108938667B (zh) 2020-10-30

Family

ID=64471146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811135578.2A Active CN108938667B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108938667B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110506708A (zh) * 2019-09-24 2019-11-29 深圳大学 一种阿尔茨海默症小鼠模型及评价方法
CN111388684A (zh) * 2020-03-26 2020-07-10 杭州医学院 一种利用转基因斑马鱼评价药物抗阿尔茨海默症药效的方法
CN112870384A (zh) * 2021-02-04 2021-06-01 山东省科学院生物研究所 一种基于行为和生化指标的抗阿尔兹海默症药物的筛选方法及用该方法筛选的药物

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110506708A (zh) * 2019-09-24 2019-11-29 深圳大学 一种阿尔茨海默症小鼠模型及评价方法
CN110506708B (zh) * 2019-09-24 2021-12-17 深圳大学 一种阿尔茨海默症小鼠模型及评价方法
CN111388684A (zh) * 2020-03-26 2020-07-10 杭州医学院 一种利用转基因斑马鱼评价药物抗阿尔茨海默症药效的方法
CN112870384A (zh) * 2021-02-04 2021-06-01 山东省科学院生物研究所 一种基于行为和生化指标的抗阿尔兹海默症药物的筛选方法及用该方法筛选的药物

Also Published As

Publication number Publication date
CN108938667B (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alexander et al. Social and novel contexts modify hippocampal CA2 representations of space
Vascotto et al. The zebrafish's swim to fame as an experimental model in biology
Katsuki et al. Jellyfish nervous systems
CN108938667A (zh) 一种用于药物筛选的阿尔兹海默症模型的构建方法
Gerlai Behavioral and neural genetics of zebrafish
Spence Zebrafish ecology and behaviour
Romanova et al. Expanding of life strategies in Placozoa: insights from long-term culturing of Trichoplax and Hoilungia
Little et al. Utilizing comparative models in biomedical research
CN113005142A (zh) doc2α和doc2β基因缺失斑马鱼突变体的制备及斑马鱼自闭症模型的构建方法
DeCoteau et al. Effects of hippocampus and medial caudate nucleus lesions on memory for direction information in rats.
Zalomaeva et al. Effects of weak static magnetic field and oligopeptides on cell proliferation and cognitive functions in different animal species
Hawkey et al. A behavioral test battery to assess larval and adult zebrafish after developmental neurotoxic exposure
Takeuchi et al. Taste disks are induced in the lingual epithelium of salamanders during metamorphosis
Vallortigara The Evolution of Behavioral and Brain Asymmetries: Bridging Together Neuropsychology
Ross et al. Alligator mississippiensis
Rajan Divergence of exploratory locomotion and the underlying neuronal circuitry in two closely related vertebrate species
Abozaid et al. Paradoxical effects of feeding status on food consumption and learning performance in zebrafish (Danio rerio)
Clites Understanding complex behavior in C. elegans through natural variation
Birch Integrating Behavior and Genomics to Understand Sensory Integration in Cnidarians
Khaira et al. Measuring the effects of larval life stress on adult anxiety behavior in Drosophila melanogaster
Schlenoff Effects of Shell Damage on Mortality of the Eastern Oyster (Crassostrea Virginica) in Normoxic and Anoxic Conditions
Crail Effects of acute hypoxia on Danio rerio
DE10217066A1 (de) Neue Verwendung von neuronalem Calcium-Sensor-1 (NCS-1) bei der Therapie von ZNS-Erkrankungen und bei der Entwicklung von therapeutischen Mitteln
Scheltens et al. The effects of duet coordination on territory defence in an Australian arid zone passerine
FALLOUT I would like to discuss (a) how important discoveries over the last 100 years help to quantifyf the risk of cancer in populations exposed to man-made sources of ionizing radiation, and (b) how periodic episodes of contamination of the environment with radioactive elements have created public health problems.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant