神经细胞模型是通过人工处理的体外研究工具，用于验证不同神经毒性物质导致阿尔茨海默病（AD）发病的复杂效应^{［1, 2］}，以及AD病理生理过程中其他分子水平的作用机制。目前用于AD研究的三种不同类型的体外细胞模型为：（1）原代细胞培养；（2）神经干细胞；（3）来自神经源性肿瘤^［2］的克隆细胞系。原代细胞培养的主要优点是它们保留了原位神经元的形态学、神经化学和电生理特性^［1］。然而，原代细胞培养的缺点是寿命有限、模型系统和培养之间易增加遗传变异、不同的神经元群体的混合以及花费高^［1］。神经干细胞具有自我更新和生成代表神经系统不同部分的多种细胞类型的能力，且它们可以从人类身上衍生而来，与原代培养一样，干细胞需要在动物中使用，也存在对资源的高需求和伦理问题。神经干细胞在其短暂的可变寿命结束后，必须生成一个新的细胞系，并在使用前进行鉴定^［1，3］，这既浪费时间，也不够经济。克隆细胞系的定义是来自单一来源的细胞群，可以长时间培养传代。克隆细胞培养有许多优点，使它们成为最佳的体外模型：易获得、易生长、易于观察、可迅速分离、可连续传代、在短时间内提供大量细胞^［1］等诸多优势。

与体内实验相比，克隆细胞系可以在细胞数量、形态和功能上发生细微变化，易于检测，并可提高实验结果的可重复性，减少了实验周期以及实验成本，且不受实验动物的局限^［1，4］。通过人为的分化可使细胞周期同步，产生同质的神经元细胞群，减少细胞周期发生的剧烈波动^［5］。本文对这些相关细胞系进行系统综述，以期为后续研究AD复杂的发病机制提供参考。

人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y细胞系在神经科学领域已得到了广泛应用，它是1970年建自骨瘤转移灶的神经母细胞瘤SK-N-SH细胞系经三次克隆后的亚系（SK-N-SH➝SH-SY➝SH-SY5➝SH-SY5Y）^［6］，常作为神经退行性疾病研究的体外模型。SH-SY5Y细胞取自交感神经系统，来源于未成熟阶段的神经元谱系。该细胞系的特点是持续增殖，表达不成熟的神经元蛋白，神经元标记物含量低。但经处理分化后，SH-SY5Y细胞可发生一系列形态学和生化事件，包括增殖率下降、神经突形成和扩展、表达成熟神经标志物，从而在表型上更接近原代神经元，获得成熟的神经元样特征^［7］。最重要的是，SH-SY5Y细胞表达人类蛋白^［8］，由于SH-SY5Y细胞来源于人类，它们表达了许多在啮齿动物原代培养中不存在的人类特异性蛋白和蛋白亚型。如：SH-SY5Y细胞表达多巴胺转运体（dopamine transporters，DAT），以及多巴胺受体亚型2和3（dopamine 2 and 3 receptor，D2R和D3R），使它们模拟体外系统多巴胺能神经元的代谢，可用于神经毒性的研究以及药物保护机制研究等^［9］。配体门控离子通道烟碱乙酰胆碱受体（acetylcholine，nAChR）也存在于SH-SY5Y细胞中，与人类神经节型nAChR类似^［10］。

因此，在AD研究中SH-SY5Y细胞可替代原代神经元细胞探索细胞形态学、受体门控激活及代谢通路的探索等诸多研究。

人神经母细胞瘤细胞BE（2）-M17细胞系来自一位2岁患有神经母细胞瘤男童的骨髓，是SK-N-BE（2）神经母细胞瘤的一个克隆，该细胞为多层生长，随着培养时间细胞会聚集、漂浮。BE（2）-M17细胞系经维甲酸处理后，诱发细胞膜Ca²⁺依赖的神经递质释放能力有显著增强^{［11, 12］}，细胞表现出明显的形态变化，包括神经突的延伸；P/Q、N和t型电压门控Ca²⁺通道的显著表达；神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）、突触体相关蛋白25（synaptosome-associated protein25，SNAP-25）、烟碱乙酰胆碱受体7（nicotinic acetylcholine receptor7，nAChR-a-7）和其他神经元标记物的表达^{［11，13］}。且该细胞呈多电位表达神经系统类酶，如乙酰胆碱转移酶、乙酰胆碱酯酶和多巴胺-羟化酶，以及间接的胆碱能、多巴胺能和肾上腺能。有研究报道了BE（2）-M17细胞中谷氨酸的释放和谷氨酸诱导的兴奋性毒性，表明该细胞适合研究谷氨酸的神经毒性^［14］。而BE（2）-M17细胞将谷氨酸转化为GABA的能力，远不及小脑皮质，因此该细胞系可能不是研究GABA的合适模型^［14］。

由此可见，BE（2）-M17细胞的这些特性可以为研究AD多层细胞神经网络和动力值域的评估提供模型，并且BE（2）-M17细胞也是AD发病机制中神经毒性模型分型、离子通道激活、神经递质释放、内吞和外吐等这些事件研究的细胞模型。

NG108-15细胞系是在灭活的仙台病毒存在下将小鼠N18TG2神经母细胞瘤细胞与大鼠C6-BU-1胶质瘤细胞融合而形成的杂交细胞系^［15］。由二丁酰cAMP（dibutyryl-dbcAMP，dbcAMP）处理分化后，该细胞系呈现神经突延伸，形成突触和正常神经细胞所具有的离子通道及酶等，且发展出释放乙酰胆碱的神经特性、乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶的特定活性^［16］以及Ca²⁺通道的功能上调。NG108-15细胞与运动神经元非常相似：（1）它们既具有胆碱能，又与肌肉细胞共同培养时可形成功能性神经肌肉突触^［17］；（2）它们都含有凝集素和神经调节蛋白，是神经元在引导突触后器官形成的营养因子，即乙酰胆碱受体（acetylcholine receptors，AChR）聚集体^［18］；（3）都在培养物中分泌乙酰胆碱^［16］。其细胞形态学、死亡率、胆碱乙酰转移酶（choline acetyltransferase，ChAT）活性水平、突触蛋白Ⅰ（synapsinⅠ）水平、Ach递质释放能力等与AD 病理生理变化基本一致^［19］。

NG108-15是神经功能的胆碱能细胞系，可用于研究电压门控Ca²⁺通道的电生理变化，以及mRNA、蛋白质和电流的通道。也可作为体外细胞模型模拟AD病理改变^［20］，探索胆碱能神经元功能、神经元的电生理动力学和细胞功能^{［16，21］}以及神经细胞在降解β淀粉样蛋白（amyloid-β，Aβ）过程中诸多关键酶的作用机制研究。

Neuro-2a细胞系是由Klebe和Ruddle经Albino A系小鼠的自发神经母细胞瘤建立，是一种小鼠神经嵴来源的细胞系。该细胞系产生大量微管蛋白，此蛋白在神经细胞中起应答轴浆流动的收缩系统作用，已被广泛用于研究神经元分化、轴突生长和信号通路调节。该细胞系可用于研究长春新碱沉淀微管蛋白的机制、GTP与分离蛋白结合的动力学、体内微管蛋白的流动和微管蛋白的合成与聚集等^［22］。Neuro-2a细胞具有对血清剥夺以及环境中的其他刺激快速反应的优势，在添加10%~20%血清的常规培养基中细胞表现出成纤维细胞样的形态，而在无血清的培养基中，几天内可分化为神经元样细胞，出现表皮生长因子受体（epithelial growth factor receptor，EGFR）、细胞外信号调节激酶1/2（extracellular regulated protein kinases，ERK1/2）和Akt的磷酸化，随后下游立即早期转录因子c-Fos上调^［23］，该特性是源于血清中含有α1-球蛋白、α4-球蛋白和β-球蛋白等多种因子，这些因子抑制神经元的分化和神经突的生长^［24］。与大鼠肾上腺嗜铬细胞PC12和小鼠中脑多巴胺能神经元细胞MN9D相比，Neuro-2a是一种非多巴胺神经元模型，对蛋白酶体抑制剂引起的毒性敏感性较低^［24］。

Neuro-2a细胞系在与多巴胺能相关的机制研究中，存在一定的局限性，但其具备的其他特性更有利于在AD发病机制的研究中，用作微管蛋白的异常代谢以及信号通路异常传导等方面的细胞模型。

BV-2细胞系是由Blasi等研究人员在1990年运用携带癌基因v-raf/v-myc的反转录病毒J2感染原代培养的小鼠小胶质细胞而获得的永生细胞系，该细胞系不仅高度纯化，而且基本具备了原代培养的小胶质细胞的形态学、表型以及各项功能特点，是目前研究小胶质细胞功能的常规细胞系。小胶质细胞是大脑中的主要免疫细胞，在机体对自体损伤或感染性因子的防御反应中起着关键作用^［25］。小胶质细胞的激活和由此产生的神经炎症在AD等神经退行性疾病的发病机制中发挥关键作用^［26］。神经炎症一直被认为是神经退行性疾病病理过程的重要机制^［27］，神经炎症过程中促炎介质的过度产生会损害邻近的神经元，并进一步激活小胶质细胞和其他胶质细胞，导致自我永续循环^［28］。小胶质细胞在慢性炎症过程中产生的促炎介质的药理学调节和负责其产生的信号通路的调节是治疗神经炎性疾病的重要靶点。有研究指出，神经炎症在Aβ的形成中起主要作用^［29］，且脂多糖（LPS）可以刺激Aβ沉积^［30］，这表明神经炎症可能是AD的发生或进展的一个致病因素。

因此，BV-2细胞系可以作为Aβ的清除机制和受体或转运蛋白结合能力测定等方面研究的有力工具，同时由于小胶质细胞在神经炎症中起到极其关键的作用，所以通过炎症角度研究AD的发病机制也可以使用BV-2细胞系。

HT22细胞系是一种永生化小鼠海马神经元细胞系，在体内不像成熟海马神经元那样表达胆碱能和谷氨酸受体，但其被适当诱导分化后具有类似于体内成熟海马神经元的特性，例如神经突的生长、功能性胆碱能标记物和受体的表达，变得更容易接受谷氨酸兴奋^［31］，这就使得HT22细胞可以更好地代替海马神经元。HT22细胞系是从其亲本HT4（永生化小鼠海马神经元前体细胞）亚克隆而来的一种细胞系^［32］，由于其组织来源，HT22细胞已被许多研究用作海马神经元细胞模型^［33］。既往研究表明，该细胞系的一个重要特征是不表达N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid receptor，NMDA）受体，因而具有抗兴奋性毒性，然而高浓度的谷氨酸对HT22细胞有毒害作用^［34］。有学者提出谷氨酸和胱氨酸在HT22细胞中竞争胱氨酸的转运，抑制胱氨酸的摄取，导致细胞内胱氨酸耗竭，谷胱甘肽耗竭，最终导致氧化应激^［35］，许多研究也在HT22细胞中验证了这一假设^{［34，36］}。

由于缺乏NMDA受体，HT22细胞不具有兴奋性几乎已成为共识，而在记忆和AD相关的研究中，海马神经元细胞系非常有限，HT22也就理所应当地成为了AD氧化应激相关研究中最常用的一种体外细胞模型^{［35，37］}。

来自神经源性肿瘤的克隆细胞系作为体外细胞模型是适合于研究化合物对神经系统的毒性作用、神经递质的异常释放、神经元离子通道的病理改变和酶的异常表达等多种机制方面的最佳工具，这也是寻找抗AD新药前期筛选阶段的细胞基础。使用克隆细胞系体外细胞模型可提高科研效率，弱化外界客观条件对实验的限制，完善样本的均一性，更利于观察和检测实验结果，是AD发病机制研究的“试金石”。

本文仅对阿尔茨海默病机制研究常用的细胞系做了综述，还有很多特异性研究使用的细胞系没有纳入，所以存在一定的局限性。虽然神经源性肿瘤细胞系具有上述介绍的诸多优势，但体外环境终究不能完全替代体内环境。由于生物机体内的循环和代谢是整体的相互作用，所以细胞层面的实验难以全面地说明问题，当研究在细胞层面得到验证后仍需要体内实验来说明研究的可信性。文中介绍的细胞系仅为阿尔茨海默病细胞学机制相关研究提供参考和借鉴。