利用斑馬魚模型評價老年癡呆防治作用

利用斑馬魚模型評價老年癡呆防治作用【評價原理】

由于斑馬魚大腦具有典型脊椎動物腦部形態(tài)學(xué)特征，血管與神經(jīng)系統(tǒng)在分子信號通路上與人和哺乳動物的同源性達(dá)到85%以上。GSK-3β是在進(jìn)化上高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，斑馬魚和人類表現(xiàn)出90%以上的序列相似性。單胺氧化酶（MAO）的核酸和氨基酸序列同大小鼠和人類MAO有67%～69%的同一性, 斑馬魚與人的MAO有著相同的外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)。

1.氯化鋁誘導(dǎo)的老年癡呆模型

氯化鋁超過正常攝入量可導(dǎo)致動物行為異常，同時破壞膽堿能神經(jīng)功能，還可增加淀粉樣蛋白的產(chǎn)量，終導(dǎo)致記憶力減退、學(xué)習(xí)能力降低。

通過行為分析儀檢測斑馬魚的對外界刺激的反應(yīng)能力，經(jīng)氯化鋁誘發(fā)的癡呆型斑馬魚反應(yīng)能力比正常對照組斑馬魚差；通過酶標(biāo)儀檢測斑馬魚的乙酰膽堿酯酶，經(jīng)氯化鋁誘發(fā)的老年癡呆斑馬魚乙酰膽堿酯酶活性高于正常斑馬魚。

2.GSK-3β抑制劑篩選模型

GSK-3β對APP的代謝過程、Tau蛋白的磷酸化過程以及神經(jīng)元凋亡機制均有影響。GSK-3β抑制劑有效降低Aβ以及Tau蛋白造成的神經(jīng)毒性作用。

通過對斑馬魚表型的觀察，經(jīng)GSK-3β抑制劑處理過后的斑馬魚會產(chǎn)生無眼無腦的表型。

3.MAO抑制劑篩選模型

通過抑制MAO-B或Bestrophin-1通道來降低生產(chǎn)和釋放γ-氨基丁酸（GABA），這樣能降低老年癡呆模型的神經(jīng)元、突觸傳遞和記憶的損傷。

通過酶標(biāo)儀檢測單胺氧化酶活性，若能抑制正常斑馬魚的單胺氧化酶活性說明供試品為MAO抑制劑。

利用斑馬魚模型評價老年癡呆防治作用【實驗方案】

1.氯化鋁誘導(dǎo)的老年癡呆模型

我們將受測試斑馬魚分成三組，分別是正常對照組、模型對照組和乙酰膽堿酯酶抑制劑組。其中正常對照組未攝入氯化鋁造模，模型對照組與服用乙酰膽堿酯酶抑制劑都攝入等量的氯化鋁（氯化鋁通過溶解到養(yǎng)魚用水中的方式攝入到斑馬魚體內(nèi)）。乙酰膽堿酯酶抑制劑在攝入氯化鋁的同時攝入多奈哌齊之類的乙酰膽堿酯酶抑制劑。

服用一段時間乙酰膽堿酯酶抑制劑后，我們對斑馬魚進(jìn)行行為學(xué)檢測，觀察斑馬魚的外界光暗刺激的反應(yīng)能力（反應(yīng)速度）；同時酶標(biāo)儀檢測斑馬魚體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性。

2.GSK-3β抑制劑篩選模型

我們將受測試斑馬魚分成2組，分別是正常對照組和GSK-3β抑制劑組（GSK-3β抑制劑氯化鋰通過溶解到養(yǎng)魚用水中的方式攝入到斑馬魚體內(nèi)）。

服用一段時間GSK-3β抑制劑后，我們對斑馬魚進(jìn)行表型觀察，若觀察到無眼無腦斑馬魚則認(rèn)為是GSK-3β抑制劑（注意要與發(fā)育緩慢區(qū)分）。

3.MAO抑制劑篩選模型

我們將受測試斑馬魚分成2組，分別是正常對照組和MAO抑制劑組（MAO抑制劑司來吉蘭通過溶解到養(yǎng)魚用水中的方式攝入到斑馬魚體內(nèi)）。

服用一段時間MAO抑制劑后，我們用酶標(biāo)儀檢測斑馬魚體內(nèi)乙酰單胺氧化酶活性。

【結(jié)果展示】

圖1. 反應(yīng)能力軌跡圖

可以看到，服用乙酰膽堿酯酶抑制劑組斑馬魚的反應(yīng)能力比模型對照組明顯改善。

圖2. 乙酰膽堿酯酶檢測

可以看到，服用乙酰膽堿酯酶抑制劑組斑馬魚的乙酰膽堿酯酶活性顯著降低與正常對照組相似，未出現(xiàn)乙酰膽堿酯酶活性明顯升高的情況。

圖3. GSK-3β抑制劑表型圖

紅色箭頭指示斑馬魚的眼睛

可以看到，服用GSK-3β抑制劑組很明顯無眼無腦。

圖4. 單胺氧化酶活性檢測

可以看到，服用MAO抑制劑組斑馬魚的單胺氧化酶酶活性與正常對照組相比顯著降低。

【評價結(jié)論】

1.在氯化鋁誘導(dǎo)的老年癡呆模型中，服用多奈哌齊的斑馬魚反應(yīng)能力較模型對照組有明顯的改善，且對氯化鋁誘導(dǎo)的老年癡呆模型斑馬魚的乙酰膽堿酯酶活性也有顯著降低的作用。

2.在GSK-3β抑制劑篩選模型中，氯化鋰誘導(dǎo)斑馬魚出現(xiàn)無眼無腦模型，具有GSK-3β抑制作用。

3.在MAO抑制劑篩選模型中，司來吉蘭具有顯著抑制單胺氧化酶活性作用。