PD動物模型解析

帕金森病又稱為震顫麻痹，是—種影響患者活動能力的中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性疾病，多發(fā)生于中老年以上的人群，美國APDA稱年齡小于40歲便開始患病者為年輕的帕金森病患者。

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主要臨床表現(xiàn)為靜止性震顫、肌強直和運動徐緩等。隨著*人口老齡化,解決PD這一世紀頑癥成為了各國學者必須面對的任務。目前對PD的研究越來越受到關注。無論研究其發(fā)病機制還是探索新的治療方法都離不開PD動物模型。

常采用的PD動物模型大體上可以分為三類：機械損傷PD模型、神經(jīng)毒素損傷模型、基于PD相關基因的基因模型。今天小歐就為大家講解一下各自的造模方法及特點。

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1

機械損傷PD模型

研究發(fā)現(xiàn)機械損傷內側前肋束(MF可以造成黑質內的DA能神經(jīng)元進行性死亡。已經(jīng)建立的造模方法中，MFB獨突切斷術應用較多。

造模機制

MFB切斷術損傷模型的建立需要在大鼠腦立體定位儀上準確定住后，用特制的Scouten電線刀深入到MFB所在的部位將其切斷。

造模方法

Wistar雌性大鼠，體重185-210g。常規(guī)注射水合氯醛麻醉后，置于Kopf立體定位儀上固定。切開皮膚，暴露顱骨前囟。選擇部位在前囟后3.8mm，中線旁開2.4mm處打孔。將Kopf公司生產(chǎn)的可伸縮電線刀垂直伸入孔內達顱骨平面下8mm處，固定外套管，將電線刀的刀刃由外套管中推出2.0-3.0mm。上提電線刀約2.5mm，然后下放回原處。再重復一次，以保證MFB充分切斷。然后回收刀刃，退出電線刀。縫合皮膚。

優(yōu)點：成功率高，成本低；可以模擬PD模型病理變化的全過程。

缺點：術后不能準確把握損傷程度；建模模型觀察的時間周期長

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2

神經(jīng)毒素PD模型

01

6-OHDA模型

1968年Ungenstdet首先報道采用6-經(jīng)多巴胺(6-OHDA)在大白鼠造成帕金森病動物模型．該動物旋轉模型的某些特點和人類賊金森病相似。近來，人們根據(jù)6-OHDA的注射部位及注射劑量不同，來造成模擬不同階段帕金森病的動物模型。

經(jīng)6-OHDA單側損毀制備的模型是目前使用多的PD模型之一，其病理和生化表現(xiàn)與人類有很多相似之處。

造模機制

6?OHDA不能通過血腦屏障，其結構與ＤＡ 神經(jīng)遞質相似，對ＤＡ 質膜轉運蛋白具有高親和力，誘導ＤＡ 神經(jīng)元和去甲腎上腺素能神經(jīng)元變性，通過觸發(fā)氧化應激相關細胞毒性和小膠質細胞依賴性ＤＡ 神經(jīng)元炎癥，引起其毒性機制。

造模方法

選用8~9周、體質量200~250g雄性SD或Wistar大鼠，根據(jù)Paxinos waston圖譜確定注射坐標，采用大鼠立體定位儀將6-OHDA微量注射于一側靶部位。

優(yōu)點：與人類PD病理改變相似，其藥物誘發(fā)的旋轉行為的量化，是評價PD藥物療效穩(wěn)定可靠的指標。

缺點：不能模擬PD慢性進行性病程特點，病理方面也與人類PD有一定差異。

02

MPTP模型

1?甲基?4?苯基?1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)的毒性作用早在年青的吸毒者吸食新合成的嗨洛因而患上了嚴重的不可逆的PD被發(fā)現(xiàn)。

造模機制

MPTP是脂溶性的，可以快速通過血腦屏障，主要通過氧化損傷和抑制線粒體呼吸鏈復合物殺死ＤＡ神經(jīng)元。這種模式再現(xiàn)了ＤＡ缺乏綜合征，而不是ＤＡ神經(jīng)元進行性變性的過程。

1、MPTP小鼠PD模型

造模方法

成年C57 black (BL)小鼠，體重25~30g，自由進食和飲水。照明晝夜交替。這些小鼠每天一次給予MPTP或生理鹽水腹腔注射，共3天。MPTP溶于0.9％鹽水， MPTP的劑量為30mg/kg，腹腔注射。

優(yōu)點：經(jīng)濟方便。

缺點：PD模型在癥狀方面不及靈長類模型典型。

2、MPTP靈長類PD模型

造模方法

恒河猴在戊巴比妥(40mg／kg)腹腔麻醉下，切開頸部皮膚，經(jīng)鈍性分離暴露一側頸總動脈。對動物行頸總動脈注射，即將新鮮配制的MPTP(Sigma)按1.0～1.5mg／kg體重溶于2mL生理鹽水中，逆血流方向緩慢注入血管中。若動物在第1次手術后PD癥狀不明顯，故分別在每隔5d后又給予第2～4次注射，直至PD癥狀出現(xiàn)。

優(yōu)點：在癥狀及病理、生化改變上均類似人類PD，穩(wěn)定可靠，對抗PD藥物的反應（包括副作用）也同人類相似。

缺點：費用高、管理不便，尤其是雙側模型因進食飲水困難，常需應用抗PD藥物才能保證長期存活。

03

魚藤酮模型

魚藤酮模型是一個復合酶Ⅰ功能受到系統(tǒng)性抑制、黑質紋狀體多巴胺通路慢性漸進性退行性變的良好模型，與人類PD類似。

造模機制：

魚藤酮具*的脂溶性，能快速穿透血腦屏障進入細胞，不需要特定的運載體。魚藤酮產(chǎn)生的神經(jīng)毒性的機制主要依賴其強效的線粒體轉運復合物Ⅰ的抑制活性。

造模方法：

選Lewis大鼠，體重為300～350g，用水合氯醛(按350～400mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉。動物俯臥位，剃除背部毛發(fā)，局部皮膚消毒。將滲透微泵埋入背部皮下，從下頜角靜脈插管并將插管與微泵相連接，每日按2～3mg/kg體重的劑量灌注魚滕酮(溶于1：1的二甲亞砜/聚乙二醇溶液中)，每月更換1次微泵，連用5周。可選擇性引起黑質－紋狀體DA系統(tǒng)變性，在黑質細胞內有類似Lewy小體的α-syntrclein陽性包涵體形成。行為方面有屈曲體姿、運動減少，有時伴強直、震顫。

優(yōu)點：由于制備模型的神經(jīng)毒素來自自然環(huán)境，其慢性暴露的制作方式能較好地模擬PD發(fā)病過程，在病理、生化、發(fā)病機制等與人類PD相似。

缺點：制作模型周期長，動物個體差異大易造成模型效果不同。

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3

PD基因模型

01

轉基因模型

目前已制備成功的PD轉基因模型主要有α-synuclein轉基因小鼠和轉基因果蠅。

高表達人類α- synuclein的轉基因小鼠具有PD的部分特征，如紋狀體DA神經(jīng)末梢丟失，在胞漿有α-synuclein和ubiquitin陽性的包涵體形成，運動功能障礙。但小鼠包涵體與人類 Lewy小體有差別。

α- synuclein轉基因果蠅具備PD的一些重要特征，包括DA能神經(jīng)元缺失，神經(jīng)細胞內包涵體形成，運動功能障礙等，在對了解某些新蛋白在PD發(fā)病機制中的作用有重要價值。

02

基因敲除模型

Goldberg等建立的Parkin基因敲除小鼠模型，實驗動物未出現(xiàn)明顯PD臨床和病理表現(xiàn)，這些相對正常的表現(xiàn)可能是由于成長過程中因Parkin基因缺失而引起適應性改變，或許在胚胎發(fā)育成熟后再敲除Parkin基因能夠導致更嚴重的PD表型。

Kim等建立了DJ-1基因敲除小鼠，DJ-1基因已被證明其基因上位點突變可引起早起常染色體隱形PD，此模型小鼠上已具有與MPTP介導的紋狀體去神經(jīng)化和DA能神經(jīng)元損失相似的特征。