你身邊是否有家人出現(xiàn)不自主的震顫,、手抖,、行走時步子變小及平衡能力變差等情況呢,？這只是小小的毛病嗎,？不,！作為一個合格的家人,，千萬不能忽視身邊人出現(xiàn)這些變化，很可能是“暴風雨”——帕金森病來臨前的征兆,。不管是“人民藝術(shù)家”——巴金,、著名數(shù)學家陳景瑞、勵志小哥邱懷德都深受帕金森病的折磨,。那么帕金森病的發(fā)病機制及研究進展你又了解多少呢,？接下來，這篇文章將為大家簡單介紹帕金森病的研究概況,。

帕金森病（Parkinson's disease ,，PD），是一種常見的神經(jīng)退行性疾病,，癥狀包括震顫,、肌肉收縮疼痛和說話困難等，其病理表征為黑質(zhì)致密部多巴胺神經(jīng)元的損傷及Lewy小體的形成,。近年來,，帕金森病的發(fā)病年齡越來越年輕化。研究表明,，PD可能與環(huán)境及遺傳因素有關(guān),，如暴露于毒素MPTP、SNCA突變,、LRRK2突變都會導致PD的發(fā)生,。目前研究顯示，PD的發(fā)病機制包括α-突觸核蛋白聚集,、鐵死亡氧化應(yīng)激,、神經(jīng)炎癥、線粒體功能障礙和腸道生態(tài)失調(diào),。這些分子機制之間的相互作用使PD的發(fā)病機制復(fù)雜化,，從而使針對PD的治療學及藥物研究進展緩慢（圖2），在這些發(fā)病機制研究過程中,，相關(guān)的帕金森動物模型發(fā)揮著不容忽視的作用,。

帕金森病（Parkinson's disease ,，PD）,，是一種常見的神經(jīng)退行性疾病，癥狀包括震顫、肌肉收縮疼痛和說話困難等,，其病理表征為黑質(zhì)致密部多巴胺神經(jīng)元的損傷及Lewy小體的形成,。近年來，帕金森病的發(fā)病年齡越來越年輕化,。研究表明,，PD可能與環(huán)境及遺傳因素有關(guān)，如暴露于毒素MPTP,、SNCA突變,、LRRK2突變都會導致PD的發(fā)生。目前研究顯示,，PD的發(fā)病機制包括α-突觸核蛋白聚集,、鐵死亡氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥,、線粒體功能障礙和腸道生態(tài)失調(diào),。這些分子機制之間的相互作用使PD的發(fā)病機制復(fù)雜化，從而使針對PD的治療學及藥物研究進展緩慢（圖1）,，在這些發(fā)病機制研究過程中,，相關(guān)的帕金森動物模型發(fā)揮著不容忽視的作用。

圖 1 PD疾病和治療的基礎(chǔ)研究和藥物開發(fā)史

PD的動物模型主要有遺傳因素與環(huán)境因素暴露誘導模型,，下面給大家介紹幾種常用的模型應(yīng)用實例：

(1) 基因誘導PD模型：Benoit I等人通過構(gòu)建人源α-突觸核蛋白（hα-syn）的Prnp-SNCA*A53T轉(zhuǎn)基因小鼠,，發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)基因小鼠在7個月前運動能力正常，而從8個月開始,，部分小鼠逐漸出現(xiàn)運動障礙的表型,，在14-15個月時，絕大部分小鼠都出現(xiàn)不同程度的運動障礙（圖2）,。

圖 2 hA53T α-syn轉(zhuǎn)基因小鼠在老年時期出現(xiàn)運動障礙

(2) 環(huán)境因素暴露誘導PD模型：Shuang-Feng Xu等人采用連續(xù)5天腹腔注射MPTP（30 mg/kg/day）的方法構(gòu)建PD小鼠模型,，并腹腔注射乳鐵蛋白（Lf）進行治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Lf可緩解MPTP誘導的運動障礙（圖3）,。

圖 3 Lf可緩解MPTP誘導的運動障礙

作者進一步通過免疫染色分析酪氨酸羥化酶（TH,，多巴胺的前體）和多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白（DAT）在中腦黑質(zhì)和紋狀體區(qū)域的表達情況，結(jié)果表明Lf治療減輕了MPTP誘導的DA神經(jīng)元損傷（圖4）,。

圖 4 Lf治療減輕了MPTP誘導的DA神經(jīng)元損傷

除以上兩種動物模型，PD常用的動物模型還有以下幾種（表1）：

表 1 PD常用的動物模型

在構(gòu)建這些模型的過程中，我們怎么鑒定模型是否成功呢,？如以上文獻所述,，在病理方面，我們可以通過免疫染色觀察黑質(zhì)致密區(qū)多巴胺神經(jīng)元損傷情況,，如酪氨酸羥化酶（TH,，多巴胺的前體）和多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白（DAT）的表達。另一方面,，我們可以通過相應(yīng)的行為學來評估模型是否成功,，主要有以下幾種常用的行為學：

曠場實驗：曠場箱為40 cm×40 cm×40 cm的不透明塑料盒（圖5），將小鼠放入曠場箱中自由探索5 min,，記錄小鼠前5 min內(nèi)運動的總距離,、在中心區(qū)域運動的距離、小鼠的運動軌跡,。

圖 5 曠場實驗箱

轉(zhuǎn)棒實驗：實驗裝置如圖6所示,。小鼠在試驗前3天進行訓練，實驗當天將小鼠置于加速旋轉(zhuǎn)圓柱體上,，并測量動物的停留在圓柱體上的時間,。速度在 5 分鐘內(nèi)從 4 rpm 緩慢增加到 40 rpm。如果小鼠從梯級上掉下來或抓住設(shè)備并連續(xù)旋轉(zhuǎn) 2 圈而不嘗試在梯級上行走,，則試驗結(jié)束,。小鼠以30 min的間隔進行3次連續(xù)實驗，測試數(shù)據(jù)小鼠在旋轉(zhuǎn)桿上停留時間的平均值,。

圖 6 轉(zhuǎn)棒儀

爬桿測試：將一根長度為50 cm,、直徑為3 cm的木桿固定放置在飼養(yǎng)籠子中，把小鼠放置在桿子頂部（距離桿頂部7.5 cm）,，頭朝上,，記錄小數(shù)到達桿底部的時間，在測試之前,，連續(xù)訓練小鼠兩天,，每次3次訓練測試，在測試當天,，每只小鼠進行3次重復(fù)實驗,，記錄小鼠轉(zhuǎn)彎、爬升及總時間,。

抓力測試：實驗裝置如圖7,，實驗時將小鼠放置在金屬網(wǎng)格上，使其前肢或者前后肢抓住網(wǎng)格,，輕輕拉動尾巴,，當小鼠松開對網(wǎng)格的抓握時,，記錄力傳感器上的力（g），每只小鼠連續(xù)進行3次,。

圖 7抓力測試儀

除了以上4中常用的行為學實驗,，由于帕金森病也會引起心理健康問題，研究者也會通過Y迷宮,、強迫游泳等實驗來評估模型動物的焦慮及抑郁水平,。

歡迎各位科研工作者攜手靈賦拓普，一起攻克“不死癌癥”——帕金森共同開展帕金森病的機制及藥物研究~

本期分享就到這啦,，更多大小動物神經(jīng)模型以及大動物模型等知識歡迎致電 0755-86325431 .靈賦拓普生物竭誠為您服務(wù),。

參考文獻

1. Dong-Chen X, Yong C, Yang X, Chen-Yu S, Li-Hua P. Signaling pathways in Parkinson's disease: molecular mechanisms and therapeutic interventions. Signal Transduct Target Ther. 2023 Feb 21;8(1):73. doi: 10.1038/s41392-023-01353-3. PMID: 36810524; PMCID: PMC9944326. IF 39.3

2. Giasson BI, Duda JE, Quinn SM, Zhang B, Trojanowski JQ, Lee VM. Neuronal alpha-synucleinopathy with severe movement disorder in mice expressing A53T human alpha-synuclein. Neuron. 2002 May 16;34(4):521-33. doi: 10.1016/s0896-6273(02)00682-7. PMID: 12062037. IF 16.2

3. Yun SP, Kam TI, Panicker N, Kim S, Oh Y, Park JS, Kwon SH, Park YJ, Karuppagounder SS, Park H, Kim S, Oh N, Kim NA, Lee S, Brahmachari S, Mao X, Lee JH, Kumar M, An D, Kang SU, Lee Y, Lee KC, Na DH, Kim D, Lee SH, Roschke VV, Liddelow SA, Mari Z, Barres BA, Dawson VL, Lee S, Dawson TM, Ko HS. Block of A1 astrocyte conversion by microglia is neuroprotective in models of Parkinson's disease. Nat Med. 2018 Jul;24(7):931-938. doi: 10.1038/s41591-018-0051-5. Epub 2018 Jun 11. PMID: 29892066; PMCID: PMC6039259. IF 82.9

4. Zhao Z, Ning J, Bao XQ, Shang M, Ma J, Li G, Zhang D. Fecal microbiota transplantation protects rotenone-induced Parkinson's disease mice via suppressing inflammation mediated by the lipopolysaccharide-TLR4 signaling pathway through the microbiota-gut-brain axis. Microbiome. 2021 Nov 17;9(1):226. doi: 10.1186/s40168-021-01107-9. PMID: 34784980; PMCID: PMC8597301. IF 15.5