建立人α突触核蛋白A30P突变的帕金森病大鼠模型

目的建立人α-突触核蛋白(α-synuclein,α-SYN)A30P突变型转基因大鼠的帕金森病(Parkinson’s disease,PD)模型。方法利用慢病毒系统构建过表达野生型α-SYN载体pLKO-CMV-α-SYN-WT-P2A-GFP及α-SYN A30P突变载体pLKO-CMV-α-SYN-A30P-P2A-GFP,分别转染293FT细胞,瞬时转染24 h后WB检测α-SYN的表达水平。之后经慢病毒包装、浓缩,利用立体定位技术分别对大鼠中脑黑质致密部注射病毒稀释液,过表达α-SYN野生型和A30P突变型的慢病毒颗粒。免疫荧光染色检测α-SYN和酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)的分布情况,并观察中脑黑质致密部多巴胺能神经元数量的变化。Rotating rod实验评价注射A30P慢病毒大鼠的行为改变情况。结果野生型和突变型A30P的基因表达载体在293FT细胞内能够高表达α-SYN蛋白。TH免疫荧光结果显示:与病毒稀释液组相比,过表达α-SYN野生型和A30P突变型大鼠均能导致中脑黑质致密部多巴胺能神经元数量的减少,而α-SYN A30P慢病毒注射组的中脑黑质神经元缺失的更多,具有显著性差异。对A30P转基因大鼠脑部神经元缺失部位进行免疫荧光发现,该区域TH染色几乎呈阴性,α-SYN蛋白出现大量聚集,该结果表明脑部神经元的消失同时伴随着α-SYN蛋白的聚集及TH表达的剧烈减少,进一步揭示过表达α-SYN A30P可以导致多巴胺能神经元数量的减少和退化。此外,rotating rod实验结果显示过表达α-SYN A30P大鼠表现出明显的进行性运动能力障碍。结论通过慢病毒系统建立了人α-SYN A30P突变型转基因大鼠的PD模型,为PD发病机制的研究及药物开发奠定基础。     

利他林对幼年大鼠额叶皮层小清蛋白阳性中间神经元c-Fos表达的影响

目前已知注意力缺损多动症(attention-deficit hyperactivity disorder,ADHD)的发病机制与额叶皮层活动降低、多巴胺(dopamine,DA)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)不足有关。利他林目前是临床治疗ADHD的首选使用药物。它是单胺类递质转运体抑制剂,通过阻断转运体,提高细胞外DA和NE浓度,达到治疗效果。除此之外,利他林还可以增强皮层锥体神经元的兴奋性,增强皮层整体的活动。但是,利他林对中间神经元活动的影响尚不清楚。本研究采用药理学和免疫组织化学技术,探讨全身注射利他林对幼年大鼠眶额皮层(orbitofrontal cortex,OFC)、前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)和前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)中小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性中间神经元c-Fos表达的影响。结果显示,利他林显著增加OFC的内侧区(MO)、腹侧区(VO)和外侧区(LO)c-Fos的表达,但是仅增加MO区和VO区PV阳性中间神经元c-Fos的表达,对LO区PV阳性中间神经元c-Fos表达没有影响;对PFC前边缘区(Pr L)和缘下回区(IL)的分析显示,只有剂量为1 mg/kg的利他林可使这两个区域c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达明显增多,而8 mg/kg的利他林则无显著作用。利他林可使ACC中c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达显著增多。以上结果表明,对幼年大鼠全身给予利他林,可以激活其额叶皮层PV阳性中间神经元,提示利他林可能通过激活皮层PV阳性神经元调控皮层锥体神经元动作电位的发放和神经元网络的同步活动,影响皮层的输出。     

重复急性低氧对小鼠大脑皮质中α-突触核蛋白表达的影响

利用本研究室制备的抗α-突触核蛋白(α-Synuclein,α-SYN)单克隆抗体作为研究工具,在一种低氧预适应小鼠模型上研究了重复急性低氧对大脑皮层中α-SYN表达的影响。Western blot分析结果表明,小鼠在经过重复急性低氧刺激后,皮层脑组织内α-SYN蛋白含量呈现规律性的变化,表现为第一次急性低氧后明显增加,而经过重复低氧第4次后则回落,接近正常水平：免疫组化染色结果显示,α-SYN免疫阳性物质除存在于神经元的末梢外,还存在于某些神经元的核中。分析大脑皮质细胞核呈α-SYN免疫阳性的神经元的密度发现,核呈α-SYN阳性的神经元密度也在第一次急性低氧后明显增加,而经过重复低氧第4次后回落。以上结果提示,重复急性低氧能够改变α-SYN在脑内的表达水平以及α-SYN核阳性神经元的数量。这种变化的机制和生理意义有待于进一步探讨。     

基于肠脑轴传播α-突触核蛋白诱发帕金森病的研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是最常见的神经退行性疾病,随着我国人口老龄化加剧,PD病人的增加将造成严重的经济和医疗负担。PD的典型病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的死亡以及多巴胺能神经元中异常聚集的淀粉样蛋白α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)形成病理包涵体即路易小体(Lewy body)。研究发现路易小体不仅存在中枢神经系统中,也同样存在于外周神经系统。肠道内丰富的肠神经系统被称为“第二大脑”。肠脑轴的发现也证明α-Syn能在大脑和肠道进行双向传输。肠道中也存在着庞大的微生物群,这些微生物参与病理性α-Syn的形成和传输。因此文中基于肠脑轴探讨α-Syn在大脑和肠道的双向传输关系,尝试探索肠道微生物群对α-Syn异常聚集的影响。结合目前PD病人的研究和动物模型尤其是非人灵长类实验的研究,希望为PD疾病的筛查和诊断提供参考。     

初级运动皮层与帕金森病

初级运动皮层(primary motor cortex,M1),在精细运动执行中起非常重要的作用,同时在皮质-基底神经节-丘脑-皮质神经通路中也发挥重要的作用.本文结合当前研究进展,围绕M1区神经元构筑、突触投射及多巴胺受体分布及帕金森病(Parkinson's disease,PD)后神经元电生理学变化等方面阐述M1...     

α-突触核蛋白的结构生物学研究

α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)聚集形成纤维状结构，进而形成路易小体(Lewy bodies, LBs)。LBs是帕金森病(Parkinson’s disease, PD)、多系统萎缩(multiple system atrophy, MSA)和路易小体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)等神经退行性疾病的典型细胞病变特征，也是发病的一个关键环节。近年来，冷冻电镜技术的进步使解析高分辨率α-突触核蛋白原纤维结构成为可能。对α-突触核蛋白不同聚集形态的深入探究，能为理解神经退行性病变的分子机制、α-突触核蛋白毒性形式的性质以及α-突触核蛋白聚集影响的信号途径等提供帮助。本文综述目前已知的不同形态α-突触核蛋白结构，阐述α-突触核蛋白单体、寡聚体和不同聚集形式原纤维的结构特征。α-突触核蛋白寡聚体由于其结构不稳定，目前尚无明确的结构信息。但目前已有多个α-突触核蛋白原纤维结构被解析，包括重组蛋白体外制备的和多系统萎缩(MSA)患者体内分离的原纤维。这些原纤维直径由5 nm的单股原纤维至10 nm的双股原纤维不等。不同的体外制备条件可生成...     

百草枯和代森锰所致帕金森病小鼠黑质GFAP的表达变化

目的:研究联合应用百草枯(Paraquat,PQ)和代森锰(Maneb,MB)对帕金森病(Parkinson′s disease,PD)小鼠脑黑质神经胶质原纤维酸性蛋白质(Glial fibrillary acldic protein,GFAP)的表达变化。方法:PQ/MB建立C57BL/6J小鼠PD模型,利用免疫组化方法观察不同时间点小鼠黑质区酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)和GFAP表达变化及相互关系。结果:模型组黑质致密部(Substantial nigra pars compacta,SNpc)区残留的TH阳性神经元呈进行性下降趋势,显著低于对照组的相应时间点(P＜0．01),黑质区星形胶质细胞反应性增多并呈现明显活化状态。结论:PO/MB能诱导小鼠产生渐进性且不可逆的PD样改变,星形胶质细胞可能参与多巴胺能神经元的病理损伤过程。     

外周炎症促发帕金森病的神经机制研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是发病率排名第二位的中枢神经系统退行性疾病,其病理特点是黑质致密部多巴胺能神经元丢失。对PD患者的尸检分析和实验动物研究显示小胶质细胞激活和炎症因子水平的升高是PD脑组织的共同特征。同时研究显示PD患者病变脑区及毗邻区域检测到来自周围的免疫细胞的浸润和积聚。本文对外周炎症跨血脑屏障(bloodbrain barrier, BBB)、错误折叠的α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)引发小胶质细胞激活和PD脑内炎症等方面进行总结,为延缓PD发病提供潜在治疗措施。     

5,7-双羟色胺侧脑室注射对大鼠内侧前额叶皮层神经元兴奋性的影响

本研究采用在体细胞外记录的方法,探讨了双侧侧脑室注射5,7-双羟色胺(5,7-dihydroxytryptamine,5,7-DHT)损毁大鼠脑内5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)神经元后,内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,m PFC)锥体和中间神经元兴奋性的变化。实验结果显示:5,7-DHT注射到双侧侧脑室后第2周,m PFC和中缝背核内的5-HT水平较正常组显著下降。m PFC的锥体神经元的放电频率与正常组相比明显升高,爆发式放电显著增多,而中间神经元的平均放电频率显著降低,放电形式趋向不规则活动。结果提示5-HT能递质系统对m PFC神经元活动具有重要的调节作用。     

细胞重编程和移植技术用于帕金森病治疗的研究进展

帕金森病(Parkinson disease,PD)是一种复杂的中枢神经系统退行性疾病,主要病理特征为黑质致密部多巴胺神经元的进行性丧失.目前PD主要治疗手段包括药物和手术.但药物存在神经保护活性不足、缺乏对因治疗、晚期无药可用等问题,手术治疗风险较大.近年来,细胞重编程技术取得突破性进展,由重编程产生的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)、诱导多巴胺神经元(induced dopamine neurons,iDNs)和诱导神经干细胞(induced neural stem cells,i NSCs)可用于治疗PD.移植iPSCs分化而来的多巴胺能神经元、iDNs和iNSCs至相应脑区,可起到神经替代与修复作用,有效治疗PD.本文重点介绍细胞重编程的机制,总结iPSCs、iDNs和iNSCs治疗PD的优缺点,并阐述尚存在的挑战,探讨可能的解决方案.     

帕金森病黑质多巴胺神经元易损伤性的内在因素

帕金森病（Parkinson’s disease,PD）主要症状是由中脑黑质致密部（substantia nigra compact,SNc）的多巴胺（dopamine,DA）神经元死亡引起。帕金森病发病过程中,路易小体病理（Lewy pathology,LP）和线粒体功能障碍最为突出,但SNc 多巴胺神经元为什么特别易遭受这两种病理损害尚不清楚。研究表明,与脑内其他神经元相比,SNc 多巴胺神经元具有特殊的解剖形态、生理和生化表型。SNc 多巴胺神经元具有高分支无髓鞘轴突和众多的突触终端,突触末梢物质和能量代谢的高要求需要大量的线粒体,巨大突触终端增加了突触蛋白质的表达、转运和降解的负担。SNc 多巴胺神经元具有独特的自主起搏电活动和缓慢钙振荡特性,Cav1-3钙通道活动及后续的级联反应增加了SNc 多巴胺神经元线粒体负担,增加了基础氧化应激、线粒体损伤和自噬,降低了处理错误折叠蛋白质的能力。SNc 多巴胺神经元特有的神经递质——多巴胺易被氧化成为反应性醌,具有潜在毒性,可破坏葡糖脑苷脂酶导致其活性降低,引起线粒体氧化应激和溶酶体功能障碍。总之,SNc 多巴胺神经元具有的这些内在因素综合起来,可能导致了其对线粒体功能障碍和路易小体病理损伤的易感性,并且SNc 多巴胺神经元所处的神经网络障碍也促使了帕金森病的进展。认识到这些特征会对研究帕金森病相关病理学机制和阻止疾病进展创造新的机会。     

帕金森病黑质多巴胺神经元易损伤性的内在因素

帕金森病（Parkinson’s disease,PD）主要症状是由中脑黑质致密部（substantia nigra compact,SNc）的多巴胺（dopamine,DA）神经元死亡引起。帕金森病发病过程中,路易小体病理（Lewy pathology,LP）和线粒体功能障碍最为突出,但SNc 多巴胺神经元为什么特别易遭受这两种病理损害尚不清楚。研究表明,与脑内其他神经元相比,SNc 多巴胺神经元具有特殊的解剖形态、生理和生化表型。SNc 多巴胺神经元具有高分支无髓鞘轴突和众多的突触终端,突触末梢物质和能量代谢的高要求需要大量的线粒体,巨大突触终端增加了突触蛋白质的表达、转运和降解的负担。SNc 多巴胺神经元具有独特的自主起搏电活动和缓慢钙振荡特性,Cav1-3钙通道活动及后续的级联反应增加了SNc 多巴胺神经元线粒体负担,增加了基础氧化应激、线粒体损伤和自噬,降低了处理错误折叠蛋白质的能力。SNc 多巴胺神经元特有的神经递质--多巴胺易被氧化成为反应性醌,具有潜在毒性,可破坏葡糖脑苷脂酶导致其活性降低,引起线粒体氧化应激和溶酶体功能障碍。总之,SNc 多巴胺神经元具有的这些内在因素综合起来,可能导致了其对线粒体功能障碍和路易小体病理损伤的易感性,并且SNc 多巴胺神经元所处的神经网络障碍也促使了帕金森病的进展。认识到这些特征会对研究帕金森病相关病理学机制和阻止疾病进展创造新的机会。     

泛素连接酶和去泛素化酶在帕金森病中的作用

中脑黑质多巴胺能神经元特异性损伤和α突触核蛋白聚集的分子机制是帕金森病（Parkinson’s disease,PD）研究领域亟待解决的问题。蛋白质异常聚集很大程度上是由于泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system,UPS）功能障碍引起的。蛋白质泛素化由一系列泛素化酶级联反应促进，并受去泛素化酶（deubiquitylases,DUBs）的反向调节。泛素化和去泛素化过程异常导致蛋白质异常聚集和包涵体形成，进而损伤神经元。近来研究报道，蛋白质的泛素化和去泛素化修饰在PD的发病机制中发挥重要作用。E3泛素连接酶促进蛋白质的泛素化，有利于α突触核蛋白的清除、促进多巴胺能神经元的存活、维持线粒体的功能等。DUBs可以去掉底物蛋白质的泛素化修饰，抑制α突触核蛋白的降解，调控线粒体的功能和神经元内铁的稳态。本文以E3泛素连接酶和DUBs为切入点，综述了蛋白质泛素化和去泛素化修饰参与多巴胺能神经元损伤机制的最新研究进展。     

散发性帕金森病蛋白酶体功能障碍及其所致的路易(小)体形成

散发性帕金森病(sporadic Parkinson's disease, sPD)的主要病理特征之一是中脑黑质致密部(substantia nigra pars compacta, SNpc)残存多巴胺能神经元内核周路易(小)体(Lewy body, LB)形成.LB发生的具体原因和确切过程有待进一步阐释.来自遗传学、尸体解剖和实验科学的报道提示,蛋白酶体功能障碍及其所致的LB形成可能是按照聚集体形成途径(process of aggresomes)进行的.在聚集体形成途径过程中,异常蛋白质聚集基本上经历了非纤维化分子聚集过程(molecular crowding)以及后续的纤维化聚集过程(fibrilation of aggregation).其间,蛋白酶体功能障碍(dysfunction of proteasome)、内质网相关降解丧失(loss of endoplasmic reticulum associated degradation)、非纤维化聚集物(nonfibrilar aggregates)、聚集体(aggresomes)及至纤维化LB (fibrilar LB)等构成了sPD病变过程的主要事件.这提示在sPD病变过程中,蛋白酶体功能障碍及其所致的LB形成过程实质上是细胞信号的转导过程,其间涉及了众多的蛋白质分子.     

雌激素β受体的基因多态性可能与帕金森病的发病年龄有关

雌激素通过拮抗细胞凋亡、氧化应激和神经营养等方式对中脑多巴胺能神经元产生影响 ,从而能预防或延迟帕金森病 (PD)的发生、缓解PD的症状 ,其机制至今尚不清楚。研究发现 ,黑质纹状体的多巴胺能神经元主要表达雌激素 β受体 (ER β) ,而雌激素α受体的表达很低甚至缺如 ,提示E     

维生素B_3与帕金森病的防治

帕金森病(PD)是以运动功能失调为主要表现的神经退行性疾病,其病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的丢失和路易氏小体的形成。线粒体能量供应障碍和氧化应激在PD发生与发展过程中起重要作用,抗氧化和改善线粒体功能的物质可延缓PD的发展。维生素B_3是体内氧化还原体系的重要组分,参与抗氧化、抗炎、促进自噬以及维护神经元正常结构和功能,提示补充维生素B_3可能是延缓PD的方法之一。     

GBA突变与帕金森病的研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种黑质致密部多巴胺能神经元广泛变性,以及弥漫性路易体沉积的常见神经退行性疾病。PD发病的遗传因素不可忽视。研究表明,GBA突变是PD发病最大的遗传风险因素。戈谢病(Gaucher disease,GD)是由GBA突变引起其编码的葡萄糖脑苷脂酶(glucocerebrosidase,GCase)功能缺失导致的一种溶酶体储存障碍疾病。部分GD病例出现PD的临床表现,且PD病例中GBA突变的频率明显增加,提示了GBA突变与PD的密切联系。携带GBA突变的PD病例发病更早,且GBA突变能够增加PD病例认知障碍的风险。虽然大量研究提示了GBA突变导致的GCase功能障碍干扰α-突触核蛋白的降解,而在PD疾病状态下异常的α-突触核蛋白可抑制正常的GCase功能并由此导致恶性循环,但关于GBA突变与α-突触核蛋白相互作用的确切机制仍未完全明确。本综述旨在总结GBA突变与PD发生和发展的潜在联系,希望对进一步发现PD发病机理和防御机制有所帮助。     

皮层抑制对大鼠丘脑底核自发放电的影响

目的:观察皮层抑制对正常及帕金森病(PD)大鼠丘脑底核(STN)神经元自发放电的影响。方法:采用玻璃微电极细胞外记录法,观察正常和PD大鼠STN神经元的放电活动及脑内微量注射KCl后,两组大鼠STN神经元放电频率的变化。结果:对照组和PD组大鼠STN神经元放电频率分别为(9.78±0.71)Hz和(23.81±1.08)Hz,PD组大鼠放电频率显著高于对照组(P<0.01),且呈爆发式放电的神经元比例明显高于对照组(P<0.05)。皮层注射KCl后,经过较长的潜伏期,两组大鼠STN神经元放电频率均明显降低,后缓慢恢复。结论:PD大鼠STN神经元放电频率增高,爆发式放电增多,而抑制皮层可使这种异常放电得到改善,提示皮层兴奋性的改变可能是PD中STN活动增强的另一个诱因。     

大鼠前扣带皮层多巴胺D1受体参与痛相关情绪调节的行为-电生理学观察

本研究旨在探索前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC)的多巴胺D1受体参与痛情绪反应的调节作用。第一天大鼠适应环境并记录检测指标的基础值;第二天预先在ACC给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH-23390或激动剂SKF-38393,然后大鼠左后足底注射完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant, CFA, 0.08 mL),与特定环境匹配后建立条件位置逃避(conditioned placeavoidance,CPA)反应;第三天同步观察大鼠在痛环境中的CPA反应与ACC脑区神经元的放电频率,随后进行旷场行为、机械痛行为和热缩足反射潜伏期(paw withdrawal latency, PWL)测试;在另外一组实验中,给予大鼠足底注射生理盐水(NS),ACC脑区预先给予多巴胺D1受体拮抗剂或激动剂,并进行上述同样的实验观察。结果显示：(1)相比于对照组,足底注射CFA的大鼠PWL与机械痛阈值明显降低(P <0.05);(2)注射CFA组的大鼠在“痛环境”和旷场中心的停留时间明显缩短(P <0.05);(3)预先在ACC注射...     

6-OHDA毁损黑质致密部对大鼠PPN和VL神经元放电活动的影响

目的：观察6-羟多巴胺单侧毁损黑质致密部多巴胺神经元后,脚桥核（PPN）和丘脑腹外侧核（VL）神经元自发放电活动的变化,探讨帕金森病（PD）的发病机制。方法：应用玻璃微电极细胞外记录法,观察对照组和PD组PPN和VL神经元的放电频率和放电形式的变化。结果：对照组和PD组大鼠PPN放电频率分别为（8．31±0．62）Hz和（10．70±0．85）Hz,PD组放电频率明显高于对照组（P〈0．05）。和对照组相比,PD组PPN的不规则和爆发式放电神经元构成比例明显增多（P〈0．01）,同时规则放电频率增加（P〈0．01）。对照组和PD组大鼠VL的放电频率分别为（6．25±0．54）Hz和（5．67±0．46）Hz,两组间没有显著性差异。VL神经元放电形式表现为不规则和爆发式放电,两组间构成比也没有明显差异,但PD组爆发式神经元放电频率明显降低（P〈0．01）。结论：PD状态下,PPN神经元活动增强,PPN可能参与了PD的病理生理过程,VL神经元放电可能受PPN神经元投射的调节。