圖片來源：站酷海洛

PD的發(fā)病原因非常復(fù)雜，至今仍不清楚。大部分帕金森病患者為散發(fā)病例，僅有不到10%的患者有家族史，遺傳因素、環(huán)境因素、衰老、氧化應(yīng)激等被認(rèn)為是PD的重要誘發(fā)原因。[3]

理想的PD研究動物模型應(yīng)具備以下特征：可以檢測到PD的行為學(xué)異常，隨著年齡發(fā)展有選擇性和漸進(jìn)性多巴胺神經(jīng)元損傷，有Lewy小體形成。但是帕金森病癥狀的復(fù)雜性以及機(jī)制的復(fù)雜性也導(dǎo)致動物模型的多樣性，目前不同的動物模型只能模擬部分的癥狀。

今天主要介紹2個(gè)常用的動物模型：MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型和SNCA轉(zhuǎn)基因小鼠模型。

MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型是一種較為常用的神經(jīng)毒素誘導(dǎo)模型。利用神經(jīng)毒素可以建立與人類PD類似并且部分反映人類PD病理特征的動物模型，可以為PD治療藥物篩選以及機(jī)制研究提供良好途徑，在PD誘導(dǎo)模型中，常用的神經(jīng)毒素包括MPTP、6-OHDA、百草枯、魚藤酮等藥物。

而MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型建模周期短（1-2周），操作簡單，可以直接采用腹腔注射或者皮下注射，并且神經(jīng)元缺失明顯以及行為學(xué)檢測異常顯著，是目前最為常用的PD動物模型之一。

MPTP（1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶）有高度脂溶性，易透過血腦屏障，進(jìn)入腦后可在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞單胺氧化酶的作用下轉(zhuǎn)化為它的有效成分MPP+。MPP+被多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體攝取到多巴胺能神經(jīng)元線粒體內(nèi)后，可抑制線粒體復(fù)合物I的活性，會導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元變性、死亡。

MPTP的毒性作用存在種屬差異，小鼠較為敏感，而大鼠有一定耐受性，因此常用MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型。

MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型分為多巴胺神經(jīng)元急性損傷模型和慢性損傷模型。急性損傷模型會出現(xiàn)快且嚴(yán)重的神經(jīng)元損傷，并且有明顯的行為學(xué)異常，但是無α-synuclein聚集MPP+ [4]。不過慢性損傷模型雖有α-synuclein聚集，但神經(jīng)元損傷以及行為學(xué)異常不顯著。[5]

Figure 1.?Immunostaining of tyrosine hydroxylase (TH)–positive neurons in?the substantia nigra pars compacta (SNpc) and terminals in the striatum.[4]

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更多MPTP誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，可參考以下文獻(xiàn)：

Jackson-Lewis V, Przedborski S. Protocol for the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Nat?Protoc. 2007;2(1):141–51.

Protocol for the MPTP mouse model of PD.pdf

SNCA轉(zhuǎn)基因小鼠模型是一種較為常用的PD遺傳基因動物模型。PD遺傳基因動物模型包括過表達(dá)基因模型、基因敲除以及基因突變模型等。PD遺傳基因模型一般在病理特征、發(fā)病特點(diǎn)上和癥狀表現(xiàn)上均與人類的PD有較高的一致性，是新藥開發(fā)和藥物篩選的良好模型。

目前已經(jīng)用于動物模型的帕金森相關(guān)基因包括：SNCA、PINK1、LRRK2、DJ-1，PRKN等。

Table1:?Summary of familial PD mutations that have been replicated in animal models[5]

SNCA是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)與PD相關(guān)的常染色體顯性基因（即PARK1和PARK4），其編碼的α-synuclein蛋白是一種存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)突觸末端的可溶性蛋白，是Lewy小體的重要組成部分。

研究發(fā)現(xiàn)在家族遺傳性帕金森病中存在有3種突變（A53T，A30P和E46K）和其野生型二倍體的表達(dá)，SNCA點(diǎn)突變或者二倍體都會導(dǎo)致α-synuclein蛋白聚集成Lewy小體，阻礙了多巴胺的代謝和神經(jīng)元的正常功能，導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡。[6]

Prnp-SNCA*A53T基因過表達(dá)小鼠是過表達(dá)包含A53T突變的人源SNCA cDNA，啟動子為小鼠的Prnp啟動子。在Prnp-SNCA*A53T轉(zhuǎn)基因小鼠品系篩選過程中，發(fā)現(xiàn)其中1個(gè)line的后代純合子小鼠從8-9個(gè)月開始部分逐漸出現(xiàn)行為學(xué)檢測異常，以及弓背，在14-15個(gè)月時(shí)，大部分小鼠都出現(xiàn)不同程度的行為學(xué)檢測異常。[7]

Figure 2. Tg Lines Expressing Human-Syn Driven by the Murine PrP Promoter and Motor Impairment(Rota-Rod)?Due to A53T Pathological Mutant[7]

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免疫組化分析顯示，在該品系小鼠中能檢測到α-synuclein包涵體廣泛分布，在脊髓、腦干、小腦和丘腦中都有密集聚集。[7]

Figure 3.?Representative -Syn Pathology in Neuronal Cell Bodies and Processes[7]

免疫電鏡和生化分析也表明，神經(jīng)元內(nèi)含物主要由10-16nm的α-synuclein原纖維構(gòu)成。該品系小鼠體內(nèi)包涵體的組成和位置與人類神經(jīng)元α-synuclein聚集有一定相似性，并且形態(tài)變化以及行為學(xué)異常發(fā)展具有一定的進(jìn)展性，和人類的發(fā)病過程也更相似，因此常用于α-synuclein的聚集研究以及家族性帕金森病研究。[7]

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更多PD遺傳基因動物模型描述，可查看以下文獻(xiàn)：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30702844?

Parkinson’s Disease-Book.pdf

南模生物助力帕金森病研究，可提供帕金森病研究相關(guān)的小鼠模型以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)服務(wù)。

帕金森病相關(guān)靶點(diǎn)基因的基因修飾小鼠模型

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MPTP誘導(dǎo)的小鼠模型

原理：藥物MPTP可破壞小鼠大腦紋狀體與黑質(zhì)間的多巴胺通路來模擬人類的帕金森病。

樣本要求：雄性C57小鼠10周齡

服務(wù)周期：14個(gè)工作日

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神經(jīng)學(xué)行為實(shí)驗(yàn)分析

2020年客戶已發(fā)表PD研究文章：

1. Zhang W, Zhou M, Lu W, et al. CNTNAP4 deficiency in dopaminergic neurons initiates parkinsonian phenotypes[J]. Theranostics, 2020, 10(7): 3000.

2. Wang Z, Dong H, Wang J, et al. Pro-survival and anti-inflammatory roles of NF-κB c-Rel in the Parkinson's disease models[J]. Redox Biology, 2020: 101427.?

3. Li H, Liu Z, Wu Y, et al. The deficiency of NRSF/REST enhances the pro-inflammatory function of astrocytes in a model of Parkinson's disease[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease, 2020, 1866(1): 165590.

4. Dong J, Liu X, Wang Y, et al. Nurr1Cd11-Cre?conditional knockout mice display inflammatory injury to nigrostriatal dopaminergic neurons[J]. Glia, 2020.