你身边是否有家人出现不自主的震颤、手抖、行走时步子变小及平衡能力变差等情况呢？这只是小小的毛病吗？不！作为一个合格的家人，千万不能忽视身边人出现这些变化，很可能是“暴风雨”——帕金森病来临前的征兆。不管是“人民艺术家”——巴金、著名数学家陈景瑞、励志小哥邱怀德都深受帕金森病的折磨。那么帕金森病的发病机制及研究进展你又了解多少呢？接下来，这篇文章将为大家简单介绍帕金森病的研究概况。

帕金森病（Parkinson's disease ，PD），是一种常见的神经退行性疾病，症状包括震颤、肌肉收缩疼痛和说话困难等，其病理表征为黑质致密部多巴胺神经元的损伤及Lewy小体的形成。近年来，帕金森病的发病年龄越来越年轻化。研究表明，PD可能与环境及遗传因素有关，如暴露于毒素MPTP、SNCA突变、LRRK2突变都会导致PD的发生。目前研究显示，PD的发病机制包括α-突触核蛋白聚集、铁死亡氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和肠道生态失调。这些分子机制之间的相互作用使PD的发病机制复杂化，从而使针对PD的治疗学及药物研究进展缓慢（图2），在这些发病机制研究过程中，相关的帕金森动物模型发挥着不容忽视的作用。

帕金森病（Parkinson's disease ，PD），是一种常见的神经退行性疾病，症状包括震颤、肌肉收缩疼痛和说话困难等，其病理表征为黑质致密部多巴胺神经元的损伤及Lewy小体的形成。近年来，帕金森病的发病年龄越来越年轻化。研究表明，PD可能与环境及遗传因素有关，如暴露于毒素MPTP、SNCA突变、LRRK2突变都会导致PD的发生。目前研究显示，PD的发病机制包括α-突触核蛋白聚集、铁死亡氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和肠道生态失调。这些分子机制之间的相互作用使PD的发病机制复杂化，从而使针对PD的治疗学及药物研究进展缓慢（图1），在这些发病机制研究过程中，相关的帕金森动物模型发挥着不容忽视的作用。

图 1 PD疾病和治疗的基础研究和药物开发史

PD的动物模型主要有遗传因素与环境因素暴露诱导模型，下面给大家介绍几种常用的模型应用实例：

(1) 基因诱导PD模型：Benoit I等人通过构建人源α-突触核蛋白（hα-syn）的Prnp-SNCA*A53T转基因小鼠，发现该转基因小鼠在7个月前运动能力正常，而从8个月开始，部分小鼠逐渐出现运动障碍的表型，在14-15个月时，绝大部分小鼠都出现不同程度的运动障碍（图2）。

图 2 hA53T α-syn转基因小鼠在老年时期出现运动障碍

(2) 环境因素暴露诱导PD模型：Shuang-Feng Xu等人采用连续5天腹腔注射MPTP（30 mg/kg/day）的方法构建PD小鼠模型，并腹腔注射乳铁蛋白（Lf）进行治疗。结果发现Lf可缓解MPTP诱导的运动障碍（图3）。

图 3 Lf可缓解MPTP诱导的运动障碍

作者进一步通过免疫染色分析酪氨酸羟化酶（TH，多巴胺的前体）和多巴胺转运蛋白（DAT）在中脑黑质和纹状体区域的表达情况，结果表明Lf治疗减轻了MPTP诱导的DA神经元损伤（图4）。

图 4 Lf治疗减轻了MPTP诱导的DA神经元损伤

除以上两种动物模型，PD常用的动物模型还有以下几种（表1）：

表 1 PD常用的动物模型

在构建这些模型的过程中，我们怎么鉴定模型是否成功呢？如以上文献所述，在病理方面，我们可以通过免疫染色观察黑质致密区多巴胺神经元损伤情况，如酪氨酸羟化酶（TH，多巴胺的前体）和多巴胺转运蛋白（DAT）的表达。另一方面，我们可以通过相应的行为学来评估模型是否成功，主要有以下几种常用的行为学：

旷场实验：旷场箱为40 cm×40 cm×40 cm的不透明塑料盒（图5），将小鼠放入旷场箱中自由探索5 min，记录小鼠前5 min内运动的总距离、在中心区域运动的距离、小鼠的运动轨迹。

图 5 旷场实验箱

转棒实验：实验装置如图6所示。小鼠在试验前3天进行训练，实验当天将小鼠置于加速旋转圆柱体上，并测量动物的停留在圆柱体上的时间。速度在 5 分钟内从 4 rpm 缓慢增加到 40 rpm。如果小鼠从梯级上掉下来或抓住设备并连续旋转 2 圈而不尝试在梯级上行走，则试验结束。小鼠以30 min的间隔进行3次连续实验，测试数据小鼠在旋转杆上停留时间的平均值。

图 6 转棒仪

爬杆测试：将一根长度为50 cm、直径为3 cm的木杆固定放置在饲养笼子中，把小鼠放置在杆子顶部（距离杆顶部7.5 cm），头朝上，记录小数到达杆底部的时间，在测试之前，连续训练小鼠两天，每次3次训练测试，在测试当天，每只小鼠进行3次重复实验，记录小鼠转弯、爬升及总时间。

抓力测试：实验装置如图7，实验时将小鼠放置在金属网格上，使其前肢或者前后肢抓住网格，轻轻拉动尾巴，当小鼠松开对网格的抓握时，记录力传感器上的力（g），每只小鼠连续进行3次。

图 7抓力测试仪

除了以上4中常用的行为学实验，由于帕金森病也会引起心理健康问题，研究者也会通过Y迷宫、强迫游泳等实验来评估模型动物的焦虑及抑郁水平。

欢迎各位科研工作者携手灵赋拓普，一起攻克“不死癌症”——帕金森共同开展帕金森病的机制及药物研究~

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参考文献

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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