近 300 万中国患者的帕金森病建模该怎么做？

帕金森（PD）是一种神经衰退类疾病，它影响的是大脑黒质体中主要制造多巴胺的神经元。据统计，全球有大约 570 万帕金森病患者，而近一半患者在中国，且帕金森的发病已经开始呈现低龄化，中青年型帕金森病患者与日俱增。

但是帕金森目前并没有可根治的方法，只能通过药物来进行保护性治疗和症状性治疗，科研学者们也一直致力于找出帕金森的疾病成因，希望能在源头上根治该病，而不是等症状已经开始恶化后再「治标不治本」。

对于科研学者来说，制作一个成功的帕金森病模型至关重要，能够更好的分析疾病成因。目前行业内常用的建模方式主要有以下四种，相比来说活体注射 α-突触核蛋白模型的优势更为显著，能够模拟早期、晚期的病理特征，最接近人类真实的发病情况，时间和费用的成本也相对较低。

1.神经毒素模型

例如 6-羟基多巴胺（6-OHDA）和 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）模型。这类模型的应用较早，而且相关发表文献多，建模快且便宜，优点显而易见。

但是该模型一个很明显的缺点是不能模拟 ASYN 和路易小体病理现象，也就发病早期的现象，这是因为神经毒素直接损伤了神经元，出现运动缺陷太快，不能很好的模拟人类发病的真实情况，导致没法研究早期疾病阶段。

 

2.基因改造小鼠模型

该模型是遗传型 PD 被发现后出现的一种模型，它显示出来的病理特征更接近于遗传型 PD。

而且该模型在研究疾病信号通路，疾病早期特征以及研发遗传型 PD 治疗干预手段方面有重要的意义。不过该模型并不被认为是最好的 PD 模型，因为它缺少强烈的黑变性特征，也就是疾病后期的运动损伤特征。

 

3.病毒载体转基因模型

该模型是近期出现的可以模拟两种疾病特征（前期路易小体病理现象和后期黑变性运动缺陷）的模型。该模型通过过度表达或者敲除 PD 相关蛋白（如 α-突触核蛋白或 LRRK2）来转化目标细胞从而达到模拟病理现象的效果。

但是该模型的一个主要缺点是需要超生理水平的表达相关蛋白才能显现出致病性，这与实际病理现象不符。除此之外，该模型中的 α-突触核蛋白聚集体并不是细丝状，这点特征也与实际病理现象不同。

 

4.活体注射 α-突触核蛋白模型

该模型是将特定条件下制作的活性蛋白聚集体（aSyn PFFs）注射到活体中来模拟 PD 病理现象。

StressMarq 的活性 aSyn PFFs 在结构功能上都与路易小体中的主要成分相近，它们可以聚集活体内源性 aSyn，使之在 S129 位点超磷酸化、泛素化、形成不溶性沉积，也就是可以模拟早期病理特征。

当把活性 aSyn PFFs 注射到啮齿动物脑中后也会有黑质纹状体病变特征，也就是疾病后期的运动损伤特征。

aSyn PFFs 模型具有其它模型的综合起来的各种优点，如可以模拟前期和后期病理特征，使研究预防性治疗方案成为可能，并且模型中 aSyn PFFs 的引入量并不像病毒载体模型那么高，而且该模型生成过程与实际人脑中发病情况也更相近，即诱发内源性 aSyn 聚集。

下两图分别为原代大鼠海马体神经元和活体大鼠脑注射 α 突触核蛋白后做的免疫细胞化学和免疫组化分析。

原代大鼠海马体神经元被 1 型突触核蛋白前体原纤维（SPR-322）4 µg/mL（D-F）处理后显示路易体内含物的形成，而当被 2 型突触核蛋白前体原纤维（SPR-317）4 µg/mL（A-C）处理时没有路易体内含物形成。组织：原代海马体神经元，物种：斯普拉-道来氏大鼠，固定：由 PFA 制作的 4% 甲醛。一抗：小鼠抗 pSer129 抗体, 稀释度 1:1,000，4 °C 下处理 24 小时；二抗：FITC 羊抗小鼠（绿色）稀释度 1:700 室温下孵育 1 小时。复染色：Hoechst（蓝色）细胞核染色，1:4,000 室温下孵育 1 小时， 细胞定位：路易体内含物；放大倍数：20x。

注射了 1 型小鼠α-突触核蛋白 PFFs（SPR-324）的大鼠脑免疫组织化学分析。实验物种：Sprague-Dawley 大鼠（母），在大鼠脑中有两个注射点，分别是 AP+1.6、ML+2.4、DV-4.2 和 AP-1.4、ML+0.2、DV-2.8，每个注射点注射 2 µL 1 型小鼠 α-突触核蛋白 PFFs（SPR-324）。免疫组化分析取自注射后 30 天，固定：生理盐水灌注后 4% PFA 固定 48 小时，二抗：生物素-SP 驴抗兔 IgG（H+L）稀释度 1:500 在冷室中震荡孵育 2 小时， ABC 信号放大，DAB 染色，放大倍数：20x。α-突触核蛋白病理症状可见于梨状/岛叶皮质和扣带皮层中，并且在注射点的同侧（ipsi）和相反侧（contra）都可以观察到。

 

 

 

 

参考文献：

[1]. Polinski, N.K. et al. Best Practices for Generating and Using Alpha-Synuclein Pre-Formed Fibrils to Model Parkinson's Disease in Rodents. J Parkinsons Dis. 2018;8(2):303-322.

[2].Simola, N. et al. The 6-Hydroxydopamine Model of Parkinson's Disease. Neurotoxicity Research, 2007, VOL. 11(3,4). pp. 151-167

[3].https://www.parkinson.org/understanding-parkinsons/what-is-parkinsons

[4].http://lxjk.people.cn/n1/2019/0411/c404177-31025193.html