动物模型 | 帕金森症动物模型你选对了吗？

帕金森症动物模型

帕金森病（Parkinson's disease , PD ）是阿尔茨海默症外的第二大的神经退行性疾病，常见于60岁以上的老年人。帕金森病患者不仅出现肌肉僵直、运动迟缓、行为受限等症状，同时还经常伴有抑郁、焦虑、失眠、认知功能障碍等非运动症状，严重影响老年人的正常生活。目前，临床上认为PD的主要病理为黑质-纹状体内多巴胺能神经元凋亡，α-突触核蛋白（ α-synuclein ) 异常折叠，形成路易小体 ( lewy body , LB ) 治疗方面，多使用美多芭等神经递质类药物，其不能抑制神经元的凋亡，且在长时间服用后会带来新的副反应，因此寻找新的治疗PD的药物，一直是研究热点。近年来，随着PD发病率越来越高，其临床药物研究建立了许多成熟的动物模型。本文通过综述不同PD动物模型的特点，为以后PD研究中动物模型的建立提供参考。

实验动物种类

PD动物模型的动物种类主要包括非人类灵长类动物，如恒河猴、食蟹猴等；啮齿类动物，包括SD大鼠、Wistar大鼠、C57BL/6小鼠、树鼩等；其他动物如蠕虫类（秀丽隐杆线虫）、果蝇、斑马鱼等；有直接使用PD相关基因敲除（CBI-KO、PINKI、a5-KO) 或转入（人源SNCA、Vmat:GFP、α-SynA53T+/+/BAC）的动物等。灵长类动物是最接近人类的动物物种，但成本和伦理问题可能会阻止灵长类动物被更广泛使用。啮齿类动物体型相对较小，饲养操作简单，解剖结构与人类相似、伦理问题少。因此，啮齿动物被认为是用于PD研究的最经典的动物物种之一。其他动物常用于转基因动物模型的建立，包括秀丽隐杆线虫、果蝇等生物，因其结构简单，全基因组信息已经测序，且寿命相对较短。

PD是常见的老年疾病，超过60岁患病率会逐年增加。在模型运用过程中，动物应贴合临床实际，在动物的选用方面，一般采用成年及年老动物。在建立PD模型时，多使用啮齿类动物及非人类的灵长类动物。如有研究中使用24~25月龄的老年大鼠、使用 10~11岁的食蟹猴及恒河猴等。选择与人类患病状态接近的动物模型，有利于增加对疾病的了解。

MPTP在帕金森病进展中的作用机制

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神经毒素类模型

MPTP模型MPTP是一种用于建立PD模型的神经毒素，现已对神经元中MPTP毒性机制进行了深入研究。MPTP是一种亲脂性分子，容易穿过血脑屏障。全身给药后，MPTP被星形胶质细胞中的单胺氧化酶B转化为 MPDP+，然后被氧化为有毒的代谢物MPP＋。通过多巴胺转运蛋白被多巴胺能神经元选择性摄取，并抑制线粒体复合物 Ｉ 的电子传递链，导致氧化应激和三磷腺苷（adenosine triphosphate,ATP）生成减少，引起帕金森综合症。不同动物种类具有不同的MPTP敏感性。与灵长类动物相比，啮齿类动物对MPTP 的毒性的敏感性更低，其中小鼠的敏感性最高，且由于小鼠饲养成本低、易处理、可重复性高，使用最为广泛。MPTP不同注射方法或部位会导致不同的临床现象，皮下注射或静脉注射表现为双侧PD，单侧颈动脉注射主要诱发单侧PD。快速和短暂的神经变性导致大多数PD动物模型应用受限，而慢性 MPTP模型病程渐进且与PD患者临床症状最为吻合，同时可观察到α-Synuclein沉积现象。使用亚急性MPTP小鼠模型表现出严重的多巴胺能神经元丢失和明显的星形胶质细胞增生，但它们未能表现出明显的运动障碍和认知缺陷。

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6-OHDA模型

6-OHDA是一种较为常见的大鼠PD模型建立的方法，是与多巴胺结构上相似的儿茶酚胺类物质，不能透过血脑屏障，因此在研究过程中多采用局部脑室定位注射，包括纹状体、内侧前脑束和黑质。6-OHDA模型通常是造模时间短的急性损伤模型，在注射后的几天内具有高水平的黑质致密部多巴胺能细胞死亡，与人PD病情进展缓慢的特点相反。该模型也无法表现出LB的聚集，这是PD病理学的关键部分。该模型病变的程度取决于6-OHDA的注射量、注射部位和使用的种类。单侧6-OHDA注射模型是目前使用率最高的PD模型，其在多巴胺激动剂治疗时产生定向旋转，旋转行为检测是可信度高的评价指标。单侧6-OHDA 注射能选择性毁损多巴胺能神经元，可直接比较注射部位的同侧和对侧，可有效用于研究治疗 PD药物的效果。通常避免双侧注射，其会诱导明显的吞咽障碍，死亡率高。

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鱼藤酮模型

鱼藤酮造模法模拟农药环境，更贴合人由于长期接触农药、暴露于农药环境而引起的PD病症。鱼藤酮具有较高的脂溶性，能穿过血脑屏障。首个鱼藤酮模型是将极高浓度鱼藤酮通过立体定向注入神经元细胞，其导致纹状体多巴胺和5-羟色胺显著减少。鱼藤酮主要作用机制是引起机体氧化应激反应，与线粒体复合酶结合加重线粒体氧化应激，从而造成更严重的损伤，同时还会导致α-Synuclein、蛋白酶功能障碍等。鱼藤酮的优点是可以引起与人临床PD相似的病理特征，但由于其高度的脂溶性，会在全身引起非PD典型症状，且其造模方法与环境条件密切相关，不容易形成稳定的PD模型。

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百草枯模型

百草枯是一种广泛使用的除草剂，是可能诱发PD的 一 个 环 境 因 素， 根 据 其 对MPP＋的结构相似性被鉴定为神经毒性物质，但它并不像MPP＋那样抑制线粒体复合体Ｉ。百草枯损害谷胱甘肽和硫氧还蛋白的氧化还原循环，进一步影响细胞抵御氧化应激的功能。百草枯能够导致α-Synuclein过表达和诱导黑质致密部多巴胺能神经元中LB样结构。然而，该模型没有显示氧化应激和神经元细胞死亡之间的任何联系。因此，百草枯在PD模型中的应用通常仅限于研究多巴胺能神经元中LB的形成和α-Synuclein的作用，由于缺乏特异性和动物的高死亡率，这严重限制了它们在PD中的研究。

文章来源于易选

转自：“博舜科研”微信公众号

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