Aβ誘導(dǎo)：當(dāng)腦內(nèi)Aβ的生成率高于清除率時，過多Aβ在腦內(nèi)沉積，從而誘發(fā)神經(jīng)毒性。同時，Aβ 還能造成線粒體產(chǎn)能障礙，引起線粒體自噬、突觸丟失和細胞死亡，進而加快AD的進程。Aβ誘導(dǎo)AD模型一般通過在實驗動物腦內(nèi)海馬體、側(cè)腦室等部位注入Aβ片段獲得。

截至目前，斑馬魚內(nèi)源性Aβ還未被發(fā)現(xiàn)，其體內(nèi) APP 的處理過程是否與人類相似尚不明確，但對野生型和轉(zhuǎn)基因斑馬魚進行Aβ功能和毒性分析是可能的?，F(xiàn)多將Aβ直接加入斑馬魚幼魚的養(yǎng)殖水中進行造模，或?qū)唏R魚麻醉后直接向側(cè)腦室注射Aβ蛋白。2022年，Prabesh Bhattarai等通過腦室顯微注射將Aβ42注射到成年斑馬魚大腦中，在斑馬魚中建立了急性淀粉樣變性模型，通過電鏡觀察，該模型顯示出與人腦相似的淀粉樣蛋白聚集、小膠質(zhì)細胞激活和炎癥反應(yīng)、突觸變性、神經(jīng)元細胞死亡和學(xué)習(xí)記憶缺陷。該研究還發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚中發(fā)現(xiàn)的再生相關(guān)分子程序可以誘導(dǎo)類似人腦的體外3D培養(yǎng)系統(tǒng)的神經(jīng)源性輸出，這表明這些分子程序可能是AD藥物發(fā)現(xiàn)干預(yù)策略的潛在目標。

圖2 Aβ42誘導(dǎo)斑馬魚AD模型在疾病機制研究、早期藥物開發(fā)和臨床前研究中的應(yīng)用

氯化鋁誘導(dǎo)：維持大腦正常認知功能離不開金屬離子穩(wěn)態(tài)，金屬離子穩(wěn)態(tài)失衡是神經(jīng)退行性疾病發(fā)生的關(guān)鍵因素之一。鋁(Aluminum，A1)、銅、鋰、鋅、鉛、二氧化硅、氟化物、汞和鐵都會引起神經(jīng)毒性。

有研究發(fā)現(xiàn)，用氯化鋁浸泡斑馬魚96h可表現(xiàn)出明顯的AD樣行為。此外2020年，顧曉群等，用六水合氯化鋁配制成100 μg/mL的染毒液，持續(xù)浸泡斑馬魚30d，每日更換一半染毒液，可見斑馬魚端腦神經(jīng)細胞數(shù)量明顯減少，腦組織Aβ生成相關(guān) appb、bace1、aph1 基因表達明顯增高。該研究證明了補腎益智方能夠有效地改善AD斑馬魚的學(xué)習(xí)記憶能力，減少Aβ生成，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，改善AD內(nèi)環(huán)境，從而達到改善AD癥狀的作用。目前氯化鋁誘導(dǎo)的斑馬魚AD模型使用較為廣泛。

岡田酸(okadaic acid，OA)誘導(dǎo)：OA是分布最廣泛的海洋毒素之一，極易在貝類和部分魚類中積累，被人類食用后引起食物中毒。OA 本身是多種絲氨酸/蘇氨酸磷酸酯酶抑制劑，使用后可引起全身磷酸酯酶的升高，使磷Tau蛋白在腦內(nèi)大量堆積，常用于制作體外Tau 蛋白過磷酸化的AD模型。2018年，Daniel Koehler等通過給斑馬魚施用岡田酸建立了AD模型。對一種新型藥物——硫代氨酸氯胺酮-5-乙酯進行了藥效試驗，并闡明了其作用機制。使用OA誘導(dǎo)斑馬魚AD模型操作便捷且較為有效。

目前確定的AD相關(guān)基因有APP基因、早老素1(presenilin-1，PSEN-1)基因、早老素2(presenilin-2，PSEN-2)基因等，其致病的主要機制為影響 APP的正常代謝而導(dǎo)致患者腦內(nèi) Aβ1-42 的堆積?；蚓庉嫾夹g(shù)的出現(xiàn)，擴大了利用斑馬魚模型對AD的病理、分子機制和藥物靶點的研究。

圖3 家族性AD(FAD)中人類基因突變的斑馬魚同源物

圖4 斑馬魚基因編輯技術(shù)及其在AD病因研究中的應(yīng)用

APP轉(zhuǎn)基因斑馬魚AD模型：斑馬魚有2個APP的同源基因，分別為APPa和APPb。斑馬魚APPa類似于人類 APP770 亞型，是人類 APP 的直系同源物，與aplp2一樣都是Aβ前體蛋白家族成員。而APPb類似于人類 APP695 亞型，敲除該基因后可導(dǎo)致家族性 AD，不僅可能參與AD的發(fā)病機制，且可能影響AD前的發(fā)育。有實驗通過向斑馬魚插入人APP瑞典型突變基因(APPsw)制作斑馬魚AD模型，在12月齡時可見線粒體缺失、神經(jīng)元數(shù)量減少、Aβ 沉積等病理現(xiàn)象。有研究A152T-tau 的轉(zhuǎn)基因斑馬魚模型，可見明顯的發(fā)育障礙和運動缺陷。還有研究發(fā)現(xiàn) UCP2、Δ133p53等基因也可影響AD的發(fā)病進程。目前，使用較多的仍為AD相關(guān)的雙轉(zhuǎn)基因或多轉(zhuǎn)基因小鼠模型。

PSEN1轉(zhuǎn)基因斑馬魚AD模型：PSEN1 被認為是一個家族性AD相關(guān)的基因，該基因的突變會影響 γ-分泌酶對APP的切割和Aβ的產(chǎn)生，進而參與AD的進程。有實驗采用刪除2個密碼子的方式導(dǎo)致斑馬魚 PSEN1 基因突變，誘導(dǎo)斑馬魚早發(fā)性家族性AD病變模型，可見斑馬魚腦中出現(xiàn)ATP合成障礙及溶酶體功能紊亂。

PSEN2轉(zhuǎn)基因斑馬魚AD模型：PSEN2也是目前已知的導(dǎo)致家族性AD的致病基因之一，但該基因的突變概率較低，目前相關(guān)研究也較少。有研究利用MO抑制斑馬魚胚胎PSEN2基因制作AD模型，可見 γ-分泌酶活性降低及嚴重的發(fā)育缺陷和神經(jīng)元丟失，并通過 p53 途徑誘導(dǎo)細胞凋亡。也有研究利用同樣的方法制作了相關(guān)模型，發(fā)現(xiàn)PSEN2活性的降低會明顯減弱斑馬魚胚胎的Notch 信號并導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育紊亂。