阿尔茨海默病有机型切片培养模型的表征和验证

项目背景

阿尔茨海默病(AD)是最常见的痴呆症形式，影响着全球约3500万人。目前的治疗方法只能减轻症状，而不能改善疾病进程。为了阐明AD的分子和生化机制，并确定新的治疗靶点，临床前研究通常使用具有AD特征的转基因小鼠模型，包括两种神经蛋白(APP和tau)的异常。这些异常导致斑块的发展，包含聚集的β -淀粉样蛋白和过度磷酸化的tau蛋白缠结。在体外哺乳动物神经元培养不能自发形成这些特征，也不能在培养中保持较长时间，这限制了它们在一些临床前研究中的作用。

我们为什么要资助它

这个博士研究生项目的目的是通过充分描述从转基因小鼠系衍生的有机型切片培养模型，部分取代AD研究中使用的小鼠。

2010年，共发表了722篇使用AD转基因小鼠模型的论文，平均每篇论文使用23只小鼠进行实验。这相当于2010年在Pubmed上发表和注册的AD研究需要全球约17000只转基因小鼠。为了减少它们的使用，切片培养法从一个出生后的老鼠大脑中产生大约36个切片，并允许每个切片在培养中保存长达6个月。这使得ad样特征得以发展，并在从同一动物获得的组织中研究许多参数/处理方法。

研究方法

将从3xTg-AD小鼠中制备有机型切片。这些转基因小鼠重现了人类AD的许多生化、行为和生理特征，包括斑块和缠结的逐渐发展。使用先前发表的制作有机切片培养的方法，该项目旨在充分描述随着时间在培养切片中发展的生化和生理疾病表型。这包括了解tau蛋白和淀粉样蛋白的变化与疾病进展之间的关系。在鉴定之后，切片培养将被验证用于药物发现。这将通过测试之前在3xTg-AD小鼠中研究的治疗药物的效果，并比较对组织切片的效果和已经发现的效果来实现在活的有机体内．

阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病，影响着全球约3500万人，每年的治疗和护理费用约为3150亿英镑。由于人口老龄化，AD的流行率预计每20年翻一番。大多数关于AD的基本机制和预防疾病进展的新治疗策略的研究都是使用转基因小鼠来模拟疾病。这样的小鼠经常发展成具有攻击性的表型，并随着年龄的增长显示出严重的神经损伤。通常情况下，生化调查依赖于对不同年龄献祭的单个动物的大脑进行分析。同样，由于侵入性的严重程度在活的有机体内生理测量，不同组的小鼠通常用于突触功能的纵向研究。在这里，我们的目标是通过描述和充分验证AD，来取代、减少和改进用于研究AD潜在机制的动物数量体外的广告模式。将从3xTg-AD小鼠中制备大脑切片，该切片再现了人类疾病的主要神经病理、电生理和行为特征。我们计划建立和培养3xTg-AD小鼠的器官型切片，并在培养中保持6个月。我们将评估疾病严重程度的生化测量的发展，包括tau蛋白磷酸化和聚集以及β -淀粉样蛋白(Aβ)的产生和沉积。我们还将确定AD模型中的突触毒性程度。这些表型异常的存在和严重程度将与观察到的异常密切相关在活的有机体内确定切片在多大程度上可以模拟完整活鼠的疾病发展，从而作为有效和敏感的替代品。在对切片培养进行完整的表征之后，我们将通过确定之前在3xTg-AD小鼠中研究过的疾病修饰疗法的影响，来验证它们在药物研发中的应用。这些方法包括tau磷酸化和Aβ产生的抑制剂，抗炎剂，微管稳定药物和NMDA受体拮抗剂。由于从单个小鼠大脑中获得36片切片，我们将有能力在单个动物身上评估几种不同的治疗条件。这大大减少了所需要的动物数量，也减少了多动物试验中固有的实验变异。此外，AD表型的发展体外排除了在活体动物中对疾病后期阶段进行中度至重度严重程度测试和使用侵入性生理程序的必要性，从而显著改进了用于基础AD研究的动物使用。预计该项目的成功将导致有机型切片培养在学术界和工业界广泛应用于神经系统疾病的研究，因此本研究有很大的潜力对NC3Rs的原则产生重大影响。

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