阿爾茨海默病的病理模型及代謝組學研究進展

戴建英，王 輝，劉 敏，洪戰英*

[1.福建中醫藥大學藥學院藥物分析學教研室，福州 350122；2.海軍軍醫大學藥學院藥物分析學教研室，上海市藥物(中藥)代謝產物研究重點實驗室，上海 200433；3.海軍軍醫大學長海醫院藥學部，上海 200433]

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一種不可逆、進行性發展的大腦神經退行性疾病，可緩慢地破壞記憶力和思維能力，是中老年人癡呆的主要原因[1-2]。AD的特征性病理改變主要是腦部的細胞外間隙β-淀粉樣蛋白(β-amyloid，Aβ)沉積形成老年斑和細胞內異常磷酸化Tau蛋白形成神經纖維纏結。目前關于AD機制的研究主要有以下幾種假說，即Aβ 毒性、氧化應激以及 Tau 蛋白異常磷酸化等。盡管對于AD的研究比較廣泛，但其確切病因和發病機制尚不清楚。因此，為了更好地研究AD發病機制，構建合理有效的病理模型極為重要。關于AD的病理模型主要有兩類，一類是動物模型，該類模型能夠真實地反映AD的主要病理學特征、神經生化方面的變化，以及AD行為學的變化[3]；另一類是細胞模型，利用該類模型能夠在微觀層面上對AD的發病機制進行研究[4]。此外，代謝組學是繼基因組學和蛋白質組學之后發展起來的一門學科，主要研究對象是作為各種代謝路徑的底物和產物的小分子代謝物，近年來逐漸應用于對AD的研究中，通過對AD病理模型以及患者的內源性代謝物進行分析，尋找AD的早期診斷標志物，探明其發病機制。本文擬對AD相關的病理模型以及代謝組學在AD研究中的應用進行分析總結，以期為今后的AD發病機制研究以及治療藥物研發提供參考依據。

1 AD的動物模型

建立理想的動物模型模擬人類疾病狀態，有利于開展AD發病機制及防治的深入研究[5]。一個理想的AD動物模型，一方面應能充分體現AD的病理特征，另一方面應當具備記憶和認知功能的障礙。目前，AD動物模型主要包括衰老模型、轉基因模型以及基于膽堿能學說的模型等。

1.1 衰老模型 AD是一個與年齡有關的疾病，與衰老有著必然的聯系。衰老模型主要是促使動物衰老進而達到制作AD動物模型的目的，其中自然衰老模型是最符合人類衰老特征的一種模型，一般是采用自然衰老的大鼠、小鼠或猴等動物[6]，由于需要飼養的時間較長，且得到的老齡動物無法全部滿足AD特征，因此自然衰老模型已逐漸被其他模型所代替。

1.1.1 快速衰老模型 快速衰老模型是研究AD最常用的模型，該模型常使用SAMP8小鼠來構建。SAMP8小鼠能夠顯示與年齡有關的學習和記憶障礙，還能夠表現出AD發病機制的大多數特征，包括抗衰老因子、氧化應激、炎癥、Aβ沉積、Tau蛋白異常磷酸化等[7]。抗快速老化小鼠亞系 R1(SAMR1)常被作為 SAMP8小鼠的正常對照，在氧化應激和炎癥減輕中起作用的轉錄因子能夠將SAMP8小鼠恢復為SAMR1表型。這表明SAMP8小鼠的表觀遺傳變化是在大腦水平上實現保護作用的關鍵，可以將SAMP8小鼠用于包括AD在內的神經退行性疾病的研究[8]。

1.1.2D-半乳糖誘導的亞急性衰老模型 研究表明，小鼠腹腔或皮下注射D-半乳糖可建立衰老和認知障礙的模型[9]。腹腔或皮下注射D-半乳糖可導致小鼠發生記憶障礙、神經發生能力下降、淀粉樣前體蛋白水平升高和氧化損傷。KONG等[10]通過實驗發現，小鼠在注射D-半乳糖的5周后表現出運動緩慢、食物攝入減少、反應滯后、無精打采、皮毛枯萎和無光澤等明顯的衰老癥狀，這表明建立衰老模型成功。近年來，有研究表明口服D-半乳糖也可成功建立衰老模型[11]。CHIROMA等[12]用60 mg/kgD-半乳糖和200 mg/kg AlCl3同時對大鼠進行干預，結果大鼠表現出明顯的記憶和學習障礙，海馬神經元明顯丟失，乙酰膽堿酶活性增加，腦組織內Tau蛋白異常磷酸化，成功建立了復合式動物模型，能較好地模擬AD的相關特征。

1.2 轉基因動物模型 將外源性突變基因轉入動物中是建立AD模型較為常用的一種方法。常用的轉基因動物分為兩類：第一類是含有無效基因的小鼠，即基因敲除小鼠；第二類是AD轉基因小鼠，能表達AD的突變基因，表現出AD的病理學特征。通過對AD轉基因小鼠相互雜交，可以附加額外的基因來創造轉雙基因或轉多基因小鼠。考慮到遺傳背景、繁殖能力、操作難度、經濟成本等因素，轉基因動物多選用小鼠。現有多種轉基因小鼠均可表達與AD發病相關的基因，常用的模型包括APP轉基因模型、PS-1轉基因模型、Tau轉基因模型、轉雙基因模型、轉多基因模型[13]。

1.2.1 APP轉基因模型 神經細胞β-淀粉樣前體蛋白(AβPP)基因APP由于變異，在錯誤的位置被酶切，形成Aβ沉淀，是AD的特征病理變化。該模型是利用分子生物學方法將野生或突變的人源性APP基因導入小鼠并在小鼠基因組整合、表達和遺傳。當小鼠過多表達APP基因或突變基因產物時，會引起Aβ異常沉積，導致相關的病理損害及癥狀。J20小鼠常被用于構建APP轉基因模型，其J20轉基因構建體是插入到小鼠內源性Zbtb20基因座陣列中的16號染色體上，進而達到破壞成年海馬組織中Zbtb20基因mRNA的目的，且小鼠的內源性APP基因也位于16號染色體上[14]。SAKAKIBARA等[15]為了確定Aβ病理學相關的行為改變，使用情境恐懼條件和Morris水迷宮任務評估來對APP轉基因模型小鼠進行情感和認知能力的考察。結果發現，與未插入APP基因的小鼠相比，插入APP基因的小鼠會更早地出現焦慮等行為，并且學習能力也下降了。APP轉基因模型是代表臨床前AD的模型，可用于研究AD的預防，而不是神經變性后的治療。值得注意的是，該模型雖然能夠較好地表達AD的神經病理學特征，包括細胞外Aβ沉積、老年斑形成、神經元突觸丟失等，但是該模型的Aβ沉積和AD患者的Aβ沉積還是有較大的區別，并且沒有表現出AD患者特有的神經元丟失，也未見Tau蛋白磷酸化及神經元纖維纏結。

1.2.2 APP/PS-1轉基因模型 APP/PS-1轉基因小鼠模型被用于探究AD潛在的病理生理學特征和尋找新的治療方法，是被廣泛認可的一類AD動物模型。這種模型復制了小鼠大腦中β-淀粉樣斑塊的形成，小鼠在8個月大時出現明顯的學習和記憶障礙[16]，但該模型所需的外源性基因表達缺乏穩定性、造模困難并且造價較高。ZHANG等[17]通過建立APP/PS-1轉基因小鼠模型，研究豐富環境對AD小鼠認知功能和病理變化的影響。結果發現，與野生小鼠相比，AD小鼠模型的行為降低，腦內可檢測到Aβ沉積，乙酰膽堿(Ach)和膽堿轉移酶活性降低，而乙酰膽堿酯酶(AchE)活性升高，血清炎癥因子顯著增加，營養細胞因子減少。通過在豐富環境中飼養，AD小鼠的活動能力和認知功能得到改善，Aβ斑塊明顯減少；同時，血清中的炎癥因子減少，營養細胞因子增加。由此可見，暴露于豐富環境的APP/PS-1轉基因小鼠的神經炎癥和膽堿能系統受到影響，可為改善AD的臨床病理特征提供科學依據。

1.2.3 Tau蛋白轉基因模型 Tau蛋白主要存在于軸突中，同時也存在于胞體和樹突中。Tau蛋白包含4個功能域：N-末端投射域、C-末端區域、富含脯氨酸區域和微管結合域。在正常生理條件下，Tau蛋白會經歷翻譯后修飾，包括過度磷酸化，這將會影響其與軸突微管結合的親和力;而在病理條件下，Tau蛋白會經歷過度的修飾，尤其是過度磷酸化，這使得Tau蛋白聚集在機體中并且不易被清除。并且由于Tau基因突變是導致AD的關鍵因素，因此AD被認為是一種Tau病[18]。17號染色體相聯帕金森額顳葉癡呆(FTDP-17)是Tau基因遺傳突變導致的癡呆癥，通常發生在大腦皮層、基底神經節和緣葉。在FTDP-17中，Tau病理發生在大腦的各個區域，并且類型可能不同，臨床癥狀可能包括癡呆、帕金森病和精神病。因此常將人類FTDP-17突變Tau基因導入小鼠中表達，制作轉基因小鼠。AD患者的大腦有Aβ沉積和Tau病理兩個特征。研究顯示，Tau蛋白對認知功能下降的影響比Aβ發揮更大的作用[19]。LIPPI等[20]建立了hAPP/hTau小鼠模型，與hTau轉基因模型進行對比，hAPP/hTau小鼠模型不論是在空間記憶方面還是行為上，都表現更差，但在強迫游泳實驗中運動能力更強。因此，hAPP/hTau小鼠模型可作為探索Aβ沉積和Tau病理對AD影響的合適的動物模型。

1.3 基于膽堿能學說的動物模型 研究發現，AD患者基底前腦、海馬區、新皮質等部位的膽堿能神經元明顯減少，神經遞質乙酰膽堿缺乏。AD患者認知損害的程度與新皮質和海馬中乙酰膽堿的減少程度密切相關[21]。因此，可根據AD發病的膽堿能損傷學說，參照動物腦立體定位圖譜，通過定位注射損毀的方式來制備基底前腦膽堿能系統損傷的AD模型。通常可采用電損毀、外科損毀和化學損毀三種方法進行。電損毀是對動物用電灼傷的方法損毀基底前腦 Meynert 基底核，建立膽堿能損傷的AD模型。外科損毀是利用手術的方式切斷動物的海馬穹隆傘，建立膽堿能損傷的AD模型。化學損毀則是利用立體定位注射的方法，將興奮性氨基酸如鵝膏蕈氨酸、海仁酸、使君子酸和谷氨酸等注入動物的基底前腦 Meynert 基底核，建立膽堿能損傷的AD模型。該模型有記憶功能障礙，但并不出現老年斑和神經原纖維纏結病理。

1.4 其他模擬AD部分特征的動物模型 常用的有鋁元素慢性中毒模型、岡田酸損害模型、Aβ損害模型以及腦缺血模型。

1.4.1 鋁元素慢性中毒模型 AD動物模型腦組織內鋁元素的含量較高，導致Tau蛋白和Aβ蛋白在實驗動物的大腦中積累，使神經元變性或凋亡，對神經系統造成一定損傷[22]。此模型通過在小鼠側腦室或腹腔注射三氧化鋁，使小鼠表現出明顯的空間學習障礙和記憶損傷。

1.4.2 岡田酸損害模型 岡田酸是蛋白磷酸酶1的抑制劑，蛋白磷酸酶1可以降低Tau蛋白的磷酸化水平，因此可以通過岡田酸抑制蛋白磷酸酶1，進而誘導Tau蛋白過度磷酸化，建立AD模型[23]。

1.4.3 Aβ損害模型 Aβ是淀粉樣斑塊形成的主要原因，中樞注射Aβ42干預可誘導大鼠形成AD樣記憶損傷[24]。該模型是基于 Aβ的神經毒性作用，采用立體定位注射的方法將 Aβ注射入大鼠腦部，可引起神經毒性反應，并產生記憶受損和行為學障礙。

1.4.4 腦缺血模型 臨床研究表明，患有腦血管疾病的AD患者癡呆的發展速度更快[25]。人腦的供氧系統對大腦有重要的保護作用，缺血、缺氧會影響腦的正常功能，極易導致智力障礙。通常老年動物的腦血流量較成年動物減少20% 以上，構建老年動物慢性腦缺血模型，可以產生類似AD的病理生理改變。

AD動物模型的構建及評價標準見表1。

表1 AD動物模型的構建及評價指標

2 AD的細胞模型

AD的細胞模型是目前研究AD的神經生物學及神經藥理學的重要手段，具有來源豐富、干擾因素小、實驗條件易控制、評價機制靈活等特點[26]。常用于建立AD模型的細胞包括人神經母細胞瘤細胞(SH-SY5Y)、神經腫瘤細胞NG108-15 細胞、小鼠神經母細胞瘤細胞(mouse neuroblastoma cells，N2a)、大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤細胞系(rat adrenal pheochromocytoma cell line，PC12)、誘導性多能干細胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)、人腦微血管內皮細胞(human brain microvascular endothelial cells，hBMEC)等。

2.1 人神經母細胞瘤細胞 人神經母細胞瘤細胞SH-SY5Y常被用作神經退行性疾病研究的體外模型。SH-SY5Y細胞來源于交感神經系統，是從未成熟的神經元譜系中衍生出來的。這種細胞的特點是持續增殖，表達未成熟的神經元蛋白以及低豐度的神經元標志物。研究表明，該細胞能夠分化并獲得完整的神經元樣特征[27]，在神經細胞分化之后，SH-SY5Y細胞表現出一系列的形態學和生化變化，包括增殖率的降低、突起的形成和延伸、以及成熟的神經元標志物的表達，從而變得更接近原代神經元，且SH-SY5Y細胞能夠表達出人類蛋白質。該細胞常見的分化方案是通過向細胞培養基中添加維甲酸，待培養基血清含量降低到1%，再加入10 μmol/L維甲酸，不僅能使神經突起生長，而且還會增加酪氨酸羥化酶、神經元特異性烯醇化酶、神經元細胞核蛋白和多巴胺轉運體等神經元標志物的表達。其檢測指標主要有細胞活力、凋亡率及相關凋亡蛋白表達、氧化應激相關指標、Tau 蛋白磷酸化水平等，因此該類細胞模型主要體現AD的細胞凋亡、氧化應激、Tau 蛋白磷酸化等病理特征。DE MEDEIROS等[28]將此種細胞在DMEM/F12培養基中進行培養，使用維甲酸和腦源性神經營養因子聯合作用來對細胞進行誘導分化，測定乙酰膽堿酯酶和膽堿乙酰轉移酶的活性和免疫含量，使用岡田酸刺激分化所得到的細胞，并評估其神經毒性，成功地建立了一個可以模擬AD特征的膽堿能神經元早期病理生理的體外細胞模型。

2.2 NG108-15 細胞 NG108-15 細胞是由小鼠神經母細胞瘤和大鼠神經膠質瘤細胞雜交形成的神經腫瘤細胞。朱美娥[29]將NG108-15細胞在37 ℃、飽和濕度的條件下進行培養，用不同濃度的Aβ25-35對該細胞進行誘導分化。結果顯示，經過誘導分化后的NG108-15 細胞內的Ca2+濃度上升，細胞活力下降，不同誘導時間或不同濃度之間的差異具有統計學意義(P<0.05)，并且不同濃度Aβ25-35誘導的細胞在Ca2+濃度上升后5.5～12.1 h，不同時間顯現出凋亡的典型形態學特征。由此可見，由Aβ25-35誘導的NG108-15 細胞能夠建立理想的AD細胞模型。除此之外，該細胞還常用岡田酸來進行誘導分化，用于研究AD的認知與記憶等，主要機制涉及細胞凋亡、Tau 蛋白異常磷酸化等。

2.3 小鼠神經母細胞瘤細胞(N2a細胞) 該模型的建立通常是將N2a細胞置完全培養基中，在37 ℃、體積分數5%的CO2細胞培養箱內進行培養，待細胞貼壁生長后，加入20 μmol/L的Aβ25-35進行誘導分化，形成所需的AD細胞模型[30]。除此之外，還可采用 10 mmol/L谷氨酸、0.35 mmol/L甲醛、10 μg/ml 納米二氧化硅(SiNPs)等物質對該細胞進行誘導分化，進而建立AD模型，而經過誘導分化后的N2a 細胞常出現 Aβ沉積、Tau 蛋白過度磷酸化、氧化損傷、細胞凋亡等AD樣的病理學特征[31]。

2.4 大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤細胞系(PC12細胞) PC12細胞是一種常用的神經細胞，該細胞主要分泌產物為多巴胺、去甲腎上腺素等兒茶酚胺類遞質，細胞膜上有神經生長因子受體(NGF)。受生理水平的NGF誘導后，PC12細胞停止分裂，長出神經突起，分化為具有交感神經元特性的細胞，常被用于分析神經元分化和NGF作用分子機制的研究，也被用于研究生長因子調節神經細胞基因表達改變的機制，是研究神經細胞生理、病理及藥理的理想模型。YU等[32]利用20 μmol/L Aβ25-35成功地對PC12細胞進行誘導分化，建立了AD體外細胞模型。經過誘導后的PC12細胞發生細胞凋亡以及氧化損傷，表明模型建立成功。TIAN等[33]利用0.5 μmol/L Aβ1-42成功地對PC12細胞進行誘導分化，建立了AD體外細胞模型，考察了血管緊張素Ⅱ在AD體外細胞模型中的促凋亡和自噬作用。此外，還常采用10 mmol/L 谷氨酸(Glu)或200 μmol/L H2O2對該細胞進行誘導分化。PC12 細胞經造模試劑誘導后，主要表現出AD氧化損傷、細胞凋亡等特征。

2.5 誘導性多能干細胞(iPSCs) iPSCs是一種能保持胚胎干細胞特性的成體細胞，可以通過表達基因和轉錄因子進行基因重組，形成胚胎干細胞樣狀態。iPSCs具有分化為神經細胞類型和/或神經類器官的獨特能力，因此iPSCs可用于制備AD體外細胞模型[34]。現有的AD模型中，只有轉基因模型提供了有關家族性疾病機制的信息，但尚未證明其可預測藥物開發。iPSCs模型可能為研究家族性AD以及開發新的、個性化的預防AD的神經保護療法提供途徑。用iPSCs建立的AD細胞模型會出現Aβ和Tau蛋白水平的變化，Tau蛋白過度磷酸化狀態以及氧化應激。然而，在iPSCs體外細胞模型中尚未發現斑塊和纏結，即無法呈現晚期的AD特征，原因可能是由于體外成熟水平神經元需要頻繁更換培養基，導致細胞外物質從培養基中清除。此外，iPSCs體外細胞模型往往是以二維表示模型，因此缺乏細胞多樣性，具有結構復雜性[35]。

2.6 腦微血管內皮細胞 腦微血管內皮細胞不僅是組成血腦屏障的重要部分，還具有分泌血管緊張素等多種血管活性物質的功能，可對機體腦部微環境的平衡起到維持作用。AD發病特征中的Aβ沉積可引起腦微血管內皮細胞發生損傷。ZHANG等[36]考察了2.5、5.0、10.0、20.0、40.0 μmol/L的Aβ1-42對腦微血管內皮細胞活性的影響，最終選擇10.0 μmol/L Aβ1-42對腦微血管內皮細胞進行誘導，成功地建立了AD體外細胞模型。此外，LIU等[37]采用24 μmol/L的Aβ25-35對腦微血管內皮細胞進行誘導，引起細胞凋亡，成功地建立了AD體外細胞模型，進而證明了補陽還五湯對AD的治療作用是通過RAGE/LRP1和NF-κB p65途徑實現的。

AD體外細胞模型的構建與評價見表2。

表2 AD體外細胞模型的構建與評價

3 代謝組學在AD研究中的應用

3.1 代謝組學簡介 代謝組學是通過考察生物體系(細胞、組織或生物體)受刺激或擾動后(如某個特定的基因變異或環境變化后) 代謝產物圖譜及其動態變化，研究生物體系的代謝網絡，是繼基因組學、轉錄組學和蛋白質組學之后發展起來的一門新興“組學”。代謝組學常用技術包括核磁共振譜(NMR)和質譜(MS)技術。NMR是一種廣泛應用的技術，可以同時定性和定量檢測復雜混合物中的代謝物[38]。NMR具有一些優勢，例如不破壞樣品、樣品制備簡單、分析運行時間較短以及能同時檢測理化性質差異很大的代謝物。MS通常與分離技術如液相色譜(LC)或氣相色譜(GC)聯用，由于其高分辨率和質量準確度，在非靶向代謝組學方面應用廣泛，可用于大多數代謝物的分析以及鑒定未知化合物。

代謝組學在臨床疾病研究中的應用包括生物標志物的發現、疾病的診斷、治療和預后判斷等。生物標志物是預防和診斷疾病的基礎，代謝組學從機體的動態代謝途徑尋找標志物，將基因和蛋白質表達的微小變化在代謝物上放大，檢測患者體內所有的小分子代謝產物，以期發現與疾病診斷和治療相關的代謝標志物[39]。

3.2 代謝組學在AD標志物篩選中的應用 近年來，代謝組學逐漸被應用于AD的發病機制以及藥物干預研究，研究者在不同的動物模型中開展了AD相關代謝組學研究。周玲等[40]以UPLC-MS/MS法結合多元統計分析方法研究了Aβ1-42誘導的AD小鼠模型腦組織代謝物的變化，確定了十六碳神經鞘氨醇、二氫神經鞘氨醇、4-羥神經鞘氨醇、溶血磷脂酰膽堿C 20∶4、溶血磷脂酰膽堿C 18∶3、溶血磷脂酰膽堿C 16∶0、溶血磷脂酰膽堿C 13∶0、次黃嘌呤、神經酰胺N 40∶1共9個潛在的生物標志物，并且AD小鼠模型腦組織的代謝物譜發生了明顯變化，為AD的早期診斷和治療提供了科學依據。張翠等[41]建立了UPLC-MS法，對Aβ1-42誘導的AD大鼠模型尿液代謝物進行分析測定，結果找到8個與AD相關的潛在生物標志物，其中N2-琥珀酰-L-鳥氨酸、高香草酸、異戊酰丙氨酸為首次在AD大鼠尿液中發現，從代謝組學角度闡明AD大鼠模型體內發生了氨基酸代謝、能量代謝和腸道菌群等代謝途徑的異常，對于AD的臨床早期診斷、預防和治療有重要意義。WANG等[42]使用甲醇、二氯甲烷和水的混合萃取溶劑進行組織勻漿和提取，對AD轉基因小鼠和野生型小鼠的代謝物萃取物進行高效的化學同位素標記，再以高分辨液相色譜-質譜(LC-MS)法檢測了AD小鼠模型肝臟和腦組織的含胺或酚的代謝物的變化。結果發現，AD轉基因小鼠和野生型小鼠在肝臟和腦組織中存在顯著的代謝物差異，其中一些候選代謝物生物標志物具有良好的辨識度。

還有一些研究者在細胞模型和人體樣本開展了AD代謝組學研究。ZHANG等[36]采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜(UHPLC-QTOF/MS)法，在由Aβ1-42誘導腦微血管內皮細胞分化形成的AD體外細胞模型中發現了33種生物標志物，代謝通路分析顯示AD與體內多種氨基酸的代謝紊亂以及三羧酸循環等代謝活動密切相關，進而研究了丹參對AD的保護作用機制。BAHETY等[43]利用氣相色譜-飛行時間質譜(GC-TOFMS)法，對經AβPP695基因轉染倉鼠卵巢細胞(CHO-AβPP695)建立的AD細胞模型進行代謝組學分析，確定了和二十二碳六烯酸(DHA)治療效果相關的一些代謝標志物，琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸和甘氨酸水平的升高，膽甾二烯和花生四烯酸水平的降低，提示DHA可能通過作用于三羧酸循環、膽固醇生物合成途徑和脂肪酸代謝而減輕AβPP所致的能量代謝和炎癥損傷。TAKAYAMA等[44]提出了基于數據依賴性質譜分析的手性代謝組學方法，使用高分辨四極飛行時間質譜分析(Q-TOF-MS)和13C-同位素編碼衍生化試劑，正確識別了D-/L-異構體的變化，發現了AD患者腦脊液中40種生物標志物，并且證明了其中有14種生物標志物分子為手性標志物，說明該代謝組學方法能夠用于AD患者腦脊液中的手性和非手性標志物的發現。

4 總 結

本文對AD動物模型、細胞模型以及代謝組學在AD研究中的應用進行了歸納總結。目前已知的動物模型只能模擬AD主要的病理和神經生化、部分行為學的改變，尚無一種AD動物模型能夠完全模擬人類記憶喪失和癡呆的表現；細胞模型往往只采用單一的因素進行誘導分化，與AD的病因復雜性無法保持一致；誘導性多能干細胞近年來被眾多學者用于構建AD的細胞模型，該細胞模型僅能用于研究家族性AD，尚不能用于藥物研發。代謝組學作為一門新型的組學，被廣泛應用于發現與疾病診斷和治療相關的代謝標志物。由于AD的發病機制和病理特征都比較復雜，因此應在未來的研究中構建一個能夠由多個因素誘導的、體現多種病理特征的動物模型，更好地模擬出AD的特征，建立能夠同時滿足家族性AD研究以及藥物研發的細胞模型，并將代謝組學和各種病理模型相結合，尋找與AD發病機制相關的潛在生物標志物，為AD的預防、早期診斷、治療以及新藥研發提供科學依據。