NRR:中国复旦大学脑科学研究院余梅和黄芳团队利用多模型对比揭示帕金森病关键特征:运动障碍、黑质-纹状体通路损伤及分子机制的共性与差异
复旦大学脑科学研究院 余梅/黄芳团队
帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,主要表现为肌僵硬、震颤等运动症状,其主要病理特征是中脑黑质致密部多巴胺能神经元退化及纹状体多巴胺减少,大部分患者脑内还会出现以α突触核蛋白(α-Synuclein,
α-Syn)聚集为特征的路易小体 [1]。动物模型是研究帕金森病的重要工具,但 帕金森病 发病机制复杂,单一动物模型难以完全模拟其病理特征 [2]。目前常用的帕金森病动物模型各有局限:1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)诱导模型可快速损伤多巴胺能神经元,但缺乏慢性进展特征[3, 4];α-Syn A53T转基因小鼠模型病程缓慢且表型不稳定 [5];多巴胺能神经元中特异性敲除线粒体转录因子A(Transcription factor A, mitochondrial, TFAM)的MitoPark模型可再现线粒体功能障碍导致的神经元退化,但无α-Syn聚集 [6, 7]。因此,系统对比3种模型小鼠的行为、病理及分子特征,对理解帕金森病多机制特性及模型选择具有重要意义。
中国复旦大学脑科学研究院的余梅和黄芳团队在《中国神经再生研究(英文)》(Neural Regeneration
Research)发表题为“Neurotoxicity,
α-synuclein pathology, and mitochondrial dysfunction: A comparative study of
different mouse models of Parkinson’s disease”的研究。该研究通过行为学测试、脑组织病理分析及基因/蛋白组学技术,系统对比了MPTP诱导、α-Syn A53T转基因和MitoPark三种帕金森病小鼠模型的特征,发现三者均存在运动障碍和黑质纹状体损伤,但表现模式及分子机制存在差异,且铁死亡通路为共同参与机制。
MPTP诱导、α-Syn A53T转基因和MitoPark这3种帕金森病模型小鼠分别代表帕金森病的三大核心病理通路:环境毒素、α-Syn异常聚集以及线粒体功能障碍。余梅和黄芳等以“帕金森病模型病理特征差异” 为核心问题,通过多维度实验解析三种模型的共性与特异性,发现3种帕金森病模型小鼠均表现出运动障碍,其中MitoPark小鼠的症状随年龄加重的趋势尤为明显;病理方面,所有模型均存在黑质-纹状体通路损伤,但胶质细胞激活模式存在差异。16月龄α-Syn A53T小鼠黑质中可检测到少量pS129-α-Syn阳性信号,而所有模型的黑质和纹状体均未出现明显的α-Syn聚集;分子层面,RNA测序和蛋白质组学分析显示基因和蛋白表达发生显著变化,且兼具特异性与共性特征,共鉴定出5种共同差异表达基因(Ifi27l2a、Ifitm3、Oasl2、Rtp4和Ankk1)和2种共同差异表达蛋白(Timm8a1和Sephs1)。功能富集分析表明,免疫应答、细胞因子及神经递质转运在帕金森病发病机制中起关键作用。值得注意的是,所有模型均检出多个铁死亡相关差异基因,而 MitoPark 小鼠的 IL-17 通路激活状态存在改变。
这些发现全面揭示了这3种帕金森病模型的分子及表型特征,为理解帕金森病机制和帕金森病研究的模型选择提供了参考,同时提示铁死亡和IL-17通路可能作为帕金森病治疗的潜在靶点 [8, 9]。在该项研究中的3种模型的黑质和纹状体脑区均未出现典型的α-Syn聚集,与人类帕金森病病理存在差距,未来可通过基因编辑优化模型,并结合代谢组学、神经环路分析等深入探索疾病机制。
原文链接:https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-25-00648
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参考文献#br#
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