中医基础理论上的动物模型建立
（一）衰老型AD动物模型
AD多发于老年人，衰老型AD动物模型是根据年龄老化为AD的重要危险因素之一而建立，主要为自然衰老、快速性衰老模型。此类模型动物的中枢神经系统可出现海马锥体细胞数量减少、皮层神经元相关蛋白表达降低、线粒体能量代谢障碍等特征性改变，表现出学习记忆障碍、认知障碍、行动迟缓等明显衰老迹象，但自然衰老动物模型脑内极少形成神经纤维缠结及老年斑。而啮齿类及一些非灵长类动物的自然衰老动物存在自发的病理性淀粉样沉淀，甚至表现Tau病变，同时伴随着认知功能障碍、胆碱能功能低下。
1.自然衰老模型
AD的发病是随着年龄的增长而逐年增加的，老龄动物脑组织内有着类似AD的神经系统损害的特点，所以也有学者应用自然衰老动物模型进行AD研究。研究发现，仅有一些物种如犬、猫、羊、鼠以及非人灵长类动物会出现斑块和Tau蛋白异常并伴随神经障碍。但是通常会受到实用性、经济和伦理方面因素限制，所以在AD研究实验室中这种无外因诱导而形成的老年动物不是最理想的选择。
尤其是研究发现老龄狐猴脑中的某些病理变化，如NFT与AD患者十分相似。犬也是一种非常适合作为研究衰老和神经退行性疾病（尤其是AD）的衰老模型。犬神经系统、组织病理学及行为学等方面与AD患者高度符合，尤其是犬Aβ1～42氨基酸序列与人一致，适合研究行为干预、抗氧化饮食、免疫疗法的疗效。而自然衰老的鼠没有特征性AD病理样改变，故针对病理特征的药物开发有待进一步研究。但对于衰老相关的认知障碍、学习记忆能力减退等方面可用于药物研究。
此模型的认知障碍改变与年龄增长呈正相关，且由于自然发生，更接近人类AD的病理改变。但其脑内难以形成AD神经元纤维缠结及淀粉样沉积的典型病理特征。因此自然衰老模型不能完全模拟AD的病理变化，且老龄动物难以大批量成功饲养、模型造模时间长、耗费资源较多、易在造模过程中发生死亡。从实际角度出发在应用上有一定的限制，不利于后期试验。
2.快速性衰老模型
快速老化小鼠（Senescenceaccelerated Mouse）是由日本京都大学竹田俊男教授将从美国Jackson实验室引入的AKR系小鼠经20多年的研究而开发成功的近交系衰老品种，目前有12个品系，每个品系各有其侧重的病理表现，其机制与Aβ大量沉积有关。有学者认为，SAMP8小鼠是目前较理想的AD替代模型，但从经济角度考虑，相对昂贵，且寿命较短。
SAM是近交繁育培养AKR/J的老化鼠，快速老化小鼠（SAMP）有12个亚系，且各亚系之间的病理表现具有差异性。SAMP1以免疫功能降低为主要表现，SAMP2以肺部病理改变为主，SAMP3主要作用于骨关节疾病，SAMP6表现在主动脉异常，SAMP8主要用于衰老及学习记忆能力的研究，SAMP9为白内障，SAMP10适用于脑萎缩及与衰老相关的情志异常方面研究。SAMP8模型小鼠表现出明显的认知障碍、神经递质改变和氧化代谢异常，且Aβ异常沉积发生率显著高于正常小鼠；星形胶质细胞较早出现氧化应激损伤、能量代谢障碍、学习记忆功能减退。
SAMP8小鼠脑内的病理学改变能够较好地模拟AD及老化脑的病理特征，目前是研究与衰老相关学习记忆障碍发生机制较好的动物参考模型，并广泛用于探讨学习记忆功能障碍的基本机制。研究衰老相关性疾病，评价衰老、痴呆及学习记忆功能改善的药物，是个极佳的理想模型，具有价格相对昂贵、实验动物寿命较短、Aβ沉积发生更早和发生率更高等特点。
3.D-半乳糖诱导的AD动物模型
D-gal是哺乳动物体内存在的一种单糖，参与人体的氧化代谢。当D-gal处于正常水平时，D-gal与磷酸尿苷酰转移酶和半乳糖激酶相互作用转化为葡萄糖，参与葡萄糖代谢。然而，当D-gal浓度过高时，在半乳糖氧化酶作用下产生大量活性氧（ROS），导致氧化应激，进一步诱导并加速多器官、多系统的老化过程。基于氧化应激和衰老都是导致AD发病的重要因素，故建立了皮下或腹腔注射D-gal诱导的AD动物模型。动物可表现出学习记忆力下降，行动迟缓，毛发稀疏等一系列老化征象。该模型主要用于衰老状态下AD的机制研究。但缺乏临床上AD发病的病理性特征，如Aβ沉积、神经纤维缠结的形成、神经元损伤等。
此模型虽然操作方便、造价低廉但是造模使用的药品剂量往往不确定，针对这种情况，关萍等通过实验得出D-gal在低剂量时与衰老程度呈明显正相关，但随着剂量的增加正相关关系不再明显。甚至当D-gal达到一定浓度时衰老程度不再增加的结论。这一结论为后来的研究者提供了D-gal用量的参考，但在造模过程中仍有很多不确定因素，如给药途径等最终都会对造模结果造成影响。
（二）转基因AD动物模型
研究显示，转基因AD动物模型已被证实，此类模型一般是将基因组导入外源性基因，从而在染色体基因组中稳定整合、表达，并遗传给后代，进而引起相关的病理改变或临床表现。常见的突变基因有APP、PS1、PS2、以及Tau蛋白，研究还发现这种模型主要导致的是早发性家族性AD。小鼠、大鼠和非哺乳动物使用较频繁，如斑马鱼、线虫、果蝇等。
目前转基因APP模型（PDAPP）、2576型（Tg2576）和APP23鼠模型广泛用于实验研究，且均基于Aβ级联假说，主要表现为Aβ沉积、Tau蛋白异常磷酸化、脑淀粉样血管病、脑萎缩、神经元凋亡、认知缺陷和行为障碍。
1.APP转基因小鼠模型
APP基因突变是导致Aβ沉积的基础。方法是将引物为血小板源性生长因子（Plateleterlvedgrowthfactor，PDGF）与人类的APP小基因片段结合的PDAPP基因经显微注射法导入小鼠受精卵中，所孕育出的小鼠就带有PDAPP突变基因，其APP的表达量是内源性的10倍。根据启动子与APP片段的不同而成功培育出APP751、APPV717F、APP695SWE和APP670/671、Dutch/Iowa等突变型APP转基因小鼠模型。
2.APP/PS1双转基因小鼠模型
研究者采取基因修饰建立AD突变PSEN（PSEN）相关的转基因鼠模型，用于AD发病机制及防治相关的研究。2000年，Wengenack等制作出APP/PS1双转基因小鼠，他们在培育出的转基因鼠皮质和海马发现Aβ沉积，并且Aβ的增加多伴有神经元的改变和突触丢失以及与年龄相关的神经行为学功能障碍。丛琳等通过实验得出了一种APP/PS1转基因小鼠的繁殖和鉴定方法，他们通过双转基因小鼠纯合体雄性种鼠与同窝阴性雌性鼠交配产生后代，而得到双转基因小鼠，以双转基因小鼠的DNA为模板进行扩增再与APP/PS1条带进行比对而得出的。APP/PSI双转基因小鼠模型较好地模拟了AD的病理特征和其渐进性的病程。研究显示，APP/PSEN双转基因模型比APP单转基因模型鼠更明显形成Aβ病理改变，从而证实了基因PSEN的突变功能。
APP/PSEN转基因鼠大脑表现为认知功能障碍、行为迟缓、突触丢失、神经炎性等特征，但缺乏神经纤维缠结（NFT）的形成。随着转基因技术的发展，人类突变Tau蛋白转基因模型解决了此困惑，Tau基因敲除鼠模型可用于AD中Tau相关的退行性神经病变。
3.Tau/APP/PS1三转基因小鼠模型(https://www.daowen.com)
Tau/APP/PS1三转基因小鼠是先由单转PS1M146V小鼠自交得到纯合子，再分别将突变基因APPSwe和TauP301L显微注射入纯合子的胚胎干细胞，再经过筛选而得到的。王利利建立的Tau/APP/PS1三转基因模型出现模拟AD患者的Aβ沉积和神经纤维缠结以及海马和皮层出现老年斑，在6月龄时开始出现学习记忆认知障碍，并且其Aβ沉积量与老年斑出现量多于APP/PS1双转基因小鼠。但是目前三转基因小鼠模型还有待进一步研究，它的其他生物学特征以及其品系保持和大量繁殖生产还需要进一步研究。
转基因动物模型已经在AD的研究当中越来越受到人们的关注，人们从最初的单转基因小鼠模型已经发展三转基因模型，起初的单转基因模型只能从一个方面模仿AD患者的病理表现，而三转基因模型已经对此有了很大的进步，但其某些生物学性质还需要进行进一步研究。值得深究的是，老年斑块和NFT在AD相关的脑区没有明显共存研究，且转基因鼠模型的建立耗时、耗财，某种程度上制约了长时程痴呆模型的发展与应用。由于AD的发病与环境也密切相关，转基因模型存在一定的缺陷，值得进行进一步研究。
（三）外源性诱导模型
外源性有害物质注入可制备病理特征性明显的AD模型，包括Aβ注入诱导、秋水仙碱诱导、铝中毒诱导、链脲佐菌素（STZ）诱导、莨菪碱诱导模型及东冈田酸（OA）、兴奋性毒素诱导的损伤模型等。诱导型AD模型通过向动物给予药物来模仿AD特征，不同的造模方法在所给药物、给药剂量、给药方式、给药途径、给药部位、造模后的病理特征等方面都有所不同，下面将重点阐述几种常见的造模方法。
1.Aβ诱导的AD动物模型
此类模型的制备方法是采用微型渗透压泵将聚集态Aβ1～40、Aβ25～35、Aβ1～42不同片段向大鼠脑室内灌注或大鼠双侧海马直接定向注射。Aβ注入表现有Aβ沉积、Tau蛋白异常磷酸化、胆碱能的缺失，但不符合AD慢性起病特点，并且研究认为Aβ是SP的主要成分，而体内外实验中也同样证实了其毒性作用，造模的注射位点对脑组织造成不同程度的损伤。
目前最常用的方法是向啮齿类动物脑内注入Aβ，这能导致学习记忆障碍，并且严重程度与给予的Aβ形态有关，可溶性的Aβ1～40较纤维形态的Aβ1～42更易通过细胞吞噬作用而被消除，所以当向海马注入Aβ1～40会导致快速且暂时的学习记忆障碍，然而当Aβ1～40同生长因子同时注入脑内时会促进沉淀的形成。不同的Aβ片段（Aβ1～28、Aβ12～28、Aβ18～28、Aβ12～20）都会导致鼠短暂的健忘，聚合态的Aβ25～35作用效果强于可溶性Aβ25～35，海马内注入聚合度更高的Ab1～43在7周后出现学习记忆障碍、神经退行性疾病的特征，大鼠脑室内单次注入Aβ1～42后也会出现神经炎症最终导致学习记忆障碍等症状。另有报道发现向脑实质内注射效果强于脑室内注射。为了增强造模效果，还可以同时注入其他化合物，如将鹅膏蕈氨酸与Aβ同时注入脑内可导致海马CA1、CA4、齿状回区出现神经退行性病变；脑室注射Aβ1～40同时每日腹腔注射AlC13在3周后会生成蛋白沉淀及认知障碍。
还有一种AD模型是通过使用渗透泵向Long-Evans鼠海马中同时注入Aβ以及亚硫酸亚铁和丁硫氨酸-亚砜亚胺而形成的，这种模型可以在4周内即出现痴呆症状且生成Aβ沉淀、增加脑脊液中Tau蛋白水平、氧化应激以及记忆损伤。研究人员还尝试了很多的病毒作为AβDNA互补基因的载体来注入大鼠脑内，结果显示海马部位Aβ表达增加，表现出记忆障碍。增加内源性Aβ也是一种制造AD模型的可行性方法，例如赛奥芬为一种脑腓肽酶强效抑制剂，可减少Aβ的降解，通过渗透泵连续4周向大鼠海马内注入该中物质可导致Aβ聚集、形成斑块进而出现学习记忆障碍。采用相同的方法在家兔以及恒河猴体内发现相似的结果。
2.具有Tau病理特征的模型
Tau蛋白过度磷酸化为神经纤维缠结的诱因，激活蛋白激酶或者抑制磷酸酯酶都可促进Tau蛋白磷酸化而形成具有AD特征的模型。
冈田酸（OKA）为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶抑制剂，向大鼠脑内注入OKA可导致神经纤维过度磷酸化进而形成微管紊乱，病理学表现为大鼠的海马和皮层出现NFT，氧化损伤。
渥曼青霉素可通过下调PKB抑制PI3K进而减少GSK-3的磷酸化而激活GSK-3，且GSK-3可磷酸化修饰Tau蛋白、引起Tau异常磷酸化。
异丙肾上腺素可激活PKA，当向大鼠双侧海马注射异丙肾上腺素（0.02μmol/L）后出现Tau蛋白过度磷酸化的症状，48小时后还会出现记忆损伤并伴随氧化应激水平升高。
氟哌啶醇作为一种老的精神病药物，在治疗的过程中也会引发神经疾病以及氧化应激，临床上已经发现，氟哌啶醇会引发Tau蛋白过度磷酸化。已有研究发现，氟哌啶醇（100mmol/L）可使N1E-115神经母细胞瘤细胞氧化应激水平升高、Tau蛋白过度硫酸化最终导致微管解聚，破坏正常的微管系统。
秋水仙碱是一种微管干扰剂，作用于细胞内的微管，与微管蛋白的Aβ亚基结合而嵌入微管，从而抑制微管组装，促进微管解聚。给小鼠每侧海马注射2.5μg秋水仙碱，其学习记忆能力明显下降，病理检查发现秋水仙碱选择性破坏海马的颗粒细胞核椎体细胞，诱发神经原纤维变形，胆碱乙酰转移酶下降，形态学检查神经元呈现凋亡特征，类似AD病理表现。
3.具有其他病理特征的AD模型
AD患者除以上特征之外还具有氧化应激、神经炎症、线粒体功能紊乱、小胶质细胞激活、细胞周期失调等病理特征，还可由此建立AD模型。
胆碱能神经损伤的AD动物模型此类模型的建立，主要是利用电损伤基底核和化学损毁两种方法损毁基底前脑Meynert核NBM。根据胆碱能假说，东莨菪碱作为M受体阻滞剂可引发学习记忆功能障碍，原因为东莨菪碱可提高胆碱酯酶活性而不影响胆碱乙酰转移酶，同时加剧提高大脑的氧化损伤。东莨菪碱诱导模型被证实主要表现为胆碱能病变、记忆认知损伤，但无明显AD典型病理特征，如神经元变性、Aβ的沉积等。
另有多项研究发现铝（Al）也是一种的AD的诱发因素，由于对负电荷离子（磷酸基、羟基、羧基等）的高度亲和性，Al可以与DNA或RNA的磷酸基团结合，影响相关基因表达，进而影响大脑功能。铝中毒模型的造模方法是建立在“铝中毒假说”基础上的。铝与酸、碱、盐都可发生化学反应，会使脑内酶的活性受到抑制，其毒性能影响蛋白质合成和神经介质，会损害中枢神经系统。AD患者脑内铝的含量可达正常脑的10～30倍。给实验动物兔、大鼠、小鼠等颅内或皮下注射以及灌胃AlC13，均可制成铝中毒AD模型，但对中枢胆碱能活性没有影响。Al3+可以上调APP基因表达，产生大量APP蛋白，同时上调β-分泌酶（BACE）表达，异常水解APP，产生大量Aβ片段。对于铝中毒型可表现为神经元变性及凋亡、学习记忆障碍，但造模周期较长、中枢胆碱能活性未降低、NFT不明显；另外一些环境因素如缺氧等也会导致AD的发生。
目前已有的AD动物模型，主要包括非转基因模型和转基因模型两大类。非转基因模型中，大部分AD模型只针对AD病理的某一方面，相对AD复杂的病理过程仍有一定的差距，且缺乏AD脑内特征性变化（SP和NFT）。转基因动物模型是AD模型研究中的一个热点，它在遗传学上模拟了AD的发病，呈现了许多AD的病理学特征的改变，如Aβ沉积、SP等，虽然转基因模型造价昂贵，但这类动物模型具有更广阔的应用前景。
由于目前无法建立完美的AD动物模型，在进行AD疾病机制及防治药物的实验研究筛选时，采用非单一AD动物模型更有说服力。今后模型的建立应采取多模型结合，如同时进行基因突变和注射D-gal半乳糖进行造模，或者在制作转基因小鼠时尝试更多组合的多转基因造模。随着人们对AD发病的细胞分子机制认识的不断深入，新的更完善的AD动物模型将会出现，良好的AD动物模型最终将使AD的研究进入一个崭新的时代，它将大大加速AD治疗药物的筛选进程。