基于帕金森病小鼠模型的中型多棘神经元功能异常的研究

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1、南方医科大学2009级博士学位论文基于帕金森病小鼠模型的中型多棘神经元功能异常的研究MediumspinyneuronabnormalitiesinParkinson’Sdiseasemodelmice课题来源：学位申请人邱国真导师姓名黎诚耀教授专业名称免疫学培养类型学术型培养层次博士研究生所在学院生物技术学院2013年5月30日广州博士学位论文基于帕金森病小鼠模型的中型多棘神经元功能异常的研究博士研究生：邱国真指导老师：黎诚耀周福民摘要帕金森病(Parkinson’SdiseasePD)是一种

2、常见的神经退行性疾病，65岁以上老年人的发病率为1．7％，其中每10万人中每年新增约17例PD患者。帕金森病的主要临床症状表现为静止性震颤、肌肉僵直、行动迟缓和运动不能等，并常常伴有认知障碍、精神症状及其它行为学改变。随着我国社会逐渐进入人口老龄化社会，该病的患病率存在上升趋势，为家庭和社会带来沉重的精神及经济负担，因此对该病的研究也越来越受到人们的关注。基底神经节是控制和调节运动功能的重要神经元回路，帕金森病的运动功能障碍与基底神经节的运动调节功能异常密切相关，纹状体是基底神经节的最大输入核团

3、，其对维持基底神经节环路：直接通路(纹状体．苍白球内侧部．黑质网状部)和间接通路(纹状体．苍白球外侧部．丘脑底核．苍白球内侧部．黑质网状部)的平衡起到非常重要的作用。纹状体内最主要的细胞类型为中型多棘神经元，其上游主要接收来自皮层和丘脑的兴奋性传入，信息在纹状体经过处理后，通过下游的直接和间接通路传递给运动皮层执行具体运动，然而，这种信息在纹状体的处理是在黑质一纹状体多巴胺投射系统的多重调节之下进行的，调节后的结果是易化强烈信息和抑制随意信息。在帕金森病的病理状态下，黑质的多巴胺能神经元发生退行

4、性病变引起投射至纹状体的多巴胺递质水平严重下降，因而信息在纹状体的处理失去多巴胺的调节，以致传递到下游直接通路和间接通1摘要路的信息发生紊乱，最后导致运动功能障碍。以往对与帕金森病的研究多集中在丘脑底核和输出核苍白球上，研究结果也显示这些核团神经元电生理活动发生了一定的改变，但是在此状态下对纹状体中型多棘神经元的电生理活动变化的研究较少涉及，此外，在给予左旋多巴药物治疗帕金森病的过程中会出现左旋多巴诱导的一系列运动功能障碍并发症，这些并发症的分子机制在纹状体中型多棘神经元上是如何体现的，目前也没

5、有很全面的相关报道，因此研究该区域的功能变化将有助于人们更深入全面地理解帕金森病的病理过程以及各种并发症的发病机制。本研究着眼于纹状体中型多棘神经元，首先检测中型多棘神经元上多巴胺D1和D2受体表达水平的变化，然后研究中型多棘神经元由于缺失多巴胺发生的代偿性变化，最后探测定位于中型多棘神经元突触前膜和胞体上多巴胺受体的功能变化。本研究使用的动物模型是基因敲除导致纹状体严重缺乏多巴胺递质的小鼠和转基因构建绿色荧光蛋白标记纹状体D2中型多棘神经元的小鼠，通过将两种小鼠杂交后，获得具备两种特性的Pit

6、xHomo／D2GFP小鼠，这样就能在基因敲除导致多巴胺严重缺失的状态下特异地区分及研究Dl和D2中型多棘神经元。首先采用分子生物学半定量和荧光定量PCR的方法，在纹状体内分区域取样本，检测在多巴胺递质缺失的状态下，纹状体内多巴胺D1和D2受体在不同区域表达量的变化；然后通过电生理学膜片钳方法，及后期腹腔注射给予左旋多巴药物治疗，探讨多巴胺缺失引起的纹状体Dl中型多棘神经元兴奋性发生的代偿性变化；最后以与水平方向成30度斜角横切脑片的方法保留完整的突触联系，通过电生理膜片钳方法，在给予外源时多巴

7、胺时，研究纹状体中型多棘神经元由于突触前及胞体上的多巴胺受体反应性增强发生的功能性变化。结果如下：1，半定量PCR检测结果显示纹状体背侧区域内PitxHomoD1和D2受体相对灰度值与PitxWTD1和D2受体的相对灰度值相比，无统计学差异(胗0．05，P>0．05)；腹侧区域内PitxHomo与PitxWT的D1和D2受体的相对灰度值也无统计学差异(尸>O．05，P>0．05)。为了确认此结果我们使用荧光定量PCR方法检11博士学位论文测，实验结果显示与半定量PCR结果相类似，显示PitxHo

8、mo和PitxWT两组动物的背侧和腹侧两个区域的D1和D2受体的表达量无显著性差异(JP>0．05，P>0。05，P>0。05P>0．05)。2．在电生理学上，神经元膜的输入电阻(inputresistenceRI。)是反映了神经元内在的兴奋性的关键参数。在电流钳模式下，通过对Dl中型多棘神经元注入一系列阶跃方波电流，获取相应的膜电位值，作电流一电压曲线比较PitxHomo和PitxWT两种动物Dl中型多棘神经元的RI。，实验结果显示相同的电流值在PitxHomoD1中型多棘神经元上产生的膜电位