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3xTg-AD 转基因模型

携带 APPswe/tauP301L 双转基因与 Psen1 M146V 靶向突变,渐进发展 Aβ 斑块与神经原纤维缠结;突触功能障碍(包括 LTP 缺陷)随龄出现并早于斑块与缠结形成,长时程突触可塑性缺陷与胞内 Aβ 蓄积相关。

研究设计

重复训练后移除平台进行探测,比较训练过程中的学习曲线及探测试验的目标象限偏好。

随机化

每日从 N、S、E、W 四个方位下水,起始方位在动物和训练日之间随机排列。

盲法

实验操作与数据分析对分组设盲。

结局指标

方案输出为灌注固定后形态保存良好的成年小鼠组织(如脑),适用于解剖学观察与免疫组织化学等后续显微检测;用量判据:预洗液约18–20 mL至流出液清亮、肝与四肢苍白,固定液90 mL至器官变硬。

在目标脑区观察到 FastBlue 碱性磷酸酶底物形成的蓝色沉积,其分布与 6E10 反应性人源或人源化 Aβ/APP 表位一致;需结合阳性、阴性与内源 IgG 对照判读。该方案不单独区分 Aβ40 与 Aβ42,不把染色强度直接解释为不溶性斑块负荷或绝对浓度;如用于定量,需另建图像采集与分析方案。

训练期逃避潜伏期、路径长度和游泳速度;探测期目标象限停留时间及搜索路径。

实验动物

FFPE 脑切片 6E10 碱性磷酸酶免疫组织化学检测 Aβ/APP
年龄
6–12 月龄
组织
brain (cortex, hippocampus)
小鼠 Morris 水迷宫空间学习与记忆测定
年龄
3 月龄开始干预,随后进行行为测试
组织
活体小鼠(行为学)
小鼠 Morris 水迷宫空间学习与记忆测定
年龄
3 月龄开始干预,随后进行行为测试
组织
活体小鼠(行为学)

实验步骤

灌注前溶液配制 配制以下两种溶液。灌注预洗液:向100 ml 0.9%(w/v)氯化钠溶液中加入1.25 ml 1%(w/v)亚硝酸钠与0.04 ml肝素(5000 IU/ml),临用前配制。灌注固定液:4%多聚甲醛溶于0.1 M磷酸缓冲液(PB,pH 7.4),使用前配制不超过48小时,4摄氏度保存,灌注当日恢复至室温。 麻醉诱导 通过腹腔注射氯胺酮(150 mg/kg)与赛拉嗪(15 mg/kg)诱导麻醉。 开胸与左心室插管 打开胸腔,将与管路(T型接头连接预洗液与灌注固定液)及蠕动泵(设置:18 ml/min)相连的针头插入左心室,并在右心房切一小口,以便操作过程中血液与灌注液流出。 动脉与毛细血管系统标记 如需特异性标记动脉与毛细血管系统,在打开胸腔暴露心脏后立即执行本步骤:使用31G针头将DyLight 649标记的番茄凝集素(Lycopersicon esculentum,1 mg/ml)100 µl在30秒内直接注入左心室,等待一分钟使凝集素循环后再进行预洗液灌注。 预洗液灌注冲洗 以预洗液灌注,直至右心房产出液体清亮、肝脏与四肢苍白(通常约需18–20 ml预洗液)。 固定液灌注 灌注90 ml固定液,灌注完成时器官变硬、各组织得到良好保存。 组织采集与后固定 解剖采集分析所需组织,置于固定液中4摄氏度后固定18–24小时。 PBS漂洗 用磷酸盐缓冲液(PBS;0.1 M,pH 7.2)漂洗组织,每次30分钟,共3次。 保存 置于含0.1%叠氮钠的PBS中4摄氏度保存,直至用于免疫组织化学或其他显微分析。

石蜡切片准备 在 2–3 µm 厚石蜡切片上进行免疫组织化学染色。 去除多余石蜡 56° 下去除多余石蜡 1h–24h。 复水 复水。 二甲苯脱蜡 二甲苯 4 次,每次 5 min。 异丙醇:二甲苯过渡 异丙醇:二甲苯 1:1 处理 1 次,3 min。 100% 异丙醇 100% 异丙醇处理 2 次,每次 3 min。 90% 异丙醇 90% 异丙醇处理 1 次,3 min。 70% 异丙醇 70% 异丙醇处理 1 次,3 min。 50% 异丙醇 50% 异丙醇处理 1 次,3 min。 蒸馏水洗涤 用蒸馏水洗涤 3 次。 抗原修复 进行抗原修复。 柠檬酸缓冲液热修复 用 1× 柠檬酸缓冲液(10 mM,pH 6)加热修复,蒸汽处理 30 min。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 甲酸处理 室温下用 98% 甲酸处理 1 min,用于 β-淀粉样蛋白免疫组织化学。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 过氧化氢封闭 室温下用含 3% 过氧化氢的 TBS 处理 10 min。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 正常山羊血清封闭 室温下用含 10% 正常山羊血清的 TBS 封闭 10 min。 倾去封闭液 倾去含 10% 正常山羊血清的 TBS,不洗涤,直接进入下一步。 一抗孵育 在湿盒中于室温下用含 10% 正常山羊血清的 TBS 孵育一抗过夜。一抗为 6E10(Zytomed Systems GmbH,货号 Z 932002-Y),靶标人 β-淀粉样蛋白,小鼠宿主,按 1:500 稀释。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 碱性磷酸酶二抗孵育 在湿盒中于室温下孵育碱性磷酸酶偶联二抗 2 h,二抗按 1:100 稀释;二抗为 Jackson ImmunoResearch 115-055-003,山羊抗小鼠 IgG。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 FastBlue 显色 用 FastBlue 显色 30–60 min:49 mL TBS(pH 7.5)、1 mL Naphtol AS Mix Phosphat、50 µL Levamisol、25 mg FastBlue,混匀后过滤。 TBS 洗涤 用 TBS 洗涤 3 次。 苏木素复染 苏木素复染 10 s。 流水冲洗 自来水冲洗 10 min。 Aquatex 封片 用 Aquatex 封片。

训练试次 每天从 N、S、E、W 四个象限边缘的 4 个不同起始位置释放每只小鼠。每次给予至多 100 s 寻找隐蔽平台;到达平台后停留 15 s。若小鼠在 100 s 内未找到平台,引导其到平台并停留 15 s。试次间将小鼠放回铺有干燥垫料的暂养笼,间隔 15–30 min。动物之间及不同训练日的起始位置应随机排列,避免形成固定位置策略。 无平台探测试次 每个工作周结束时移除隐蔽平台,从原平台相对象限释放小鼠,自由游泳 100 s。使用 EthoVision 记录搜索路径。对目标象限的偏好反映空间记忆巩固。 数据分析 使用 EthoVision 自动计算路径长度(cm)、游泳速度(cm/s)及各区域或象限停留时间。分析训练日之间的逃避潜伏期和路径长度,形成学习曲线;探测试验比较目标象限与其他象限的停留时间,并采用适合研究设计的统计检验。WT 小鼠的逃避潜伏期应随训练逐渐下降,探测试验对目标象限的偏好应达到 >25% 停留时间。KO 小鼠若存在空间学习障碍,可表现为逃避潜伏期延长或缺少象限偏好。

模型身份

模型名称
3xTg-AD 转基因模型
物种
mouse
NCBI Taxonomy ID
10090
品系
B6;129-Tg(APPSwe,tauP301L)1Lfa Psen1<tm1Mpm>/Mmjax
遗传背景
MGI 参考品系记录为 B6;129 混合背景(品系名 MGI:2673730);其中 Psen1<tm1Mpm> 靶向突变等位基因源自 129 品系胚胎干细胞((129X1/SvJ×129S1/Sv)F1-Kitl+),APPswe/tauP301L 双转基因与 PS1M146V 敲入小鼠合并建系。
基因型/合子状态
携带两个转基因表达元件与一个内源基因靶向突变:Tg(APPSwe,tauP301L)1Lfa 表达含 Swedish 双突变(K670N/M671L)的人 APP 与人 tau P301L;Psen1<tm1Mpm> 为第 5 外显子点突变等位基因,使第 145、146 位异亮氨酸与甲硫氨酸变为缬氨酸(即 PS1M146V/PS1KI),靶向等位基因以接近生理水平表达。
遗传修饰位点
转基因插入事件 1Lfa 位点未定位(MGI 标注 Chr2 syntenic);Psen1<tm1Mpm> 位于小鼠 12 号染色体(MGI 定位 Chr12:83734926-83781869)
等位基因
Tg(APPSwe,tauP301L)1Lfa(MGI:2672831);Psen1<tm1Mpm>(MGI:1930937,同义名 PS1M146V、PS1KI)
MGI ID
MGI:2673730

生物学特性

适用研究问题
Aβ 与 tau 病理的相互作用及其对突触功能的影响;胞内 Aβ 蓄积与突触可塑性缺陷的关系;在斑块与缠结并存背景下评估候选疗法对两种病变的影响。
模型局限
文献参考模型,不代表公司实际保有、供应或质检;星形胶质细胞增生于约 7 月龄出现但未观察到神经元脱失,不覆盖神经元丢失这一人 AD 特征;脑淀粉样血管病的出现年龄与微出血程度尚无刻画;Aβ 斑块与 tau 病变约自 6 月龄起始,神经原纤维缠结报道于 12 月龄。

实验方法

实验方案

  • 实验小鼠心脏灌注固定:解剖学研究组织标本制备

    成年小鼠经腹腔注射氯胺酮(150 mg/kg)与赛拉嗪(15 mg/kg)麻醉后开胸,经左心室插管依次灌注预洗液与4%多聚甲醛磷酸缓冲液固定液,流程中包含经左心室注射荧光标记番茄凝集素以在体标记动脉与毛细血管系统的步骤。目标组织采集后于固定液内4°C后固定,经0.1 M PBS(pH 7.2)漂洗后转入含0.1%叠氮钠的PBS于4°C保存,输出形态保存良好的组织,供解剖学观察及免疫组织化学等显微分析使用。实施本方案前须获得相应的动物实验伦理批准。

  • FFPE 脑切片 6E10 碱性磷酸酶免疫组织化学检测 Aβ/APP

    本方案采用 6E10 小鼠单克隆抗体在 2–3 µm FFPE 脑切片上进行碱性磷酸酶免疫组织化学染色,依次完成脱蜡复水、柠檬酸缓冲液热抗原修复、甲酸处理、过氧化氢与正常山羊血清封闭、一抗过夜孵育、碱性磷酸酶二抗孵育、FastBlue 显色及苏木素复染。6E10 识别包括 APP 在内的 β-淀粉样蛋白表位,染色信号不等同于仅由不溶性斑块产生,也不能给出 Aβ40/Aβ42 的绝对浓度。采用版本验证的样品为 FFPE 人脑组织;用于表达人源或人源化 Aβ 的小鼠模型脑组织时,需设置内源 IgG 与阴性对照并在结果解释中保留该边界。

  • 小鼠 Morris 水迷宫空间学习与记忆测定

    记录训练期逃避潜伏期、路径长度和游泳速度,以及无平台探测试验的目标象限停留时间,评价小鼠空间学习与记忆。

  • 小鼠 Morris 水迷宫空间学习与记忆测定

    记录训练期逃避潜伏期、路径长度和游泳速度,以及无平台探测试验的目标象限停留时间,评价小鼠空间学习与记忆。

配套试剂与材料

参考文献

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  5. MGI Mouse Allele Detail MGI:1930937: Psen1<tm1Mpm> (synonyms PS1M146V, PS1KI) — point mutations introduced into exon 5 altering codons 145/146 from isoleucine/methionine to valine/valine with loxP-flanked neo cassette in exon 4; targeted allele expressed at normal physiological levels; Chr12:83734926-83781869; ES cell strain of origin (129X1/SvJ x 129S1/Sv)F1-Kitl+. Original J:51950.
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