本文關鍵詞： 帕金森病 α突觸蛋白 A53T突變 嗅覺障礙 富亮氨酸重復序列激酶 G2019S突變 易感性　出處：《上海交通大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是神經(jīng)科常見的一種退行性疾病,據(jù)統(tǒng)計,帕金森病在發(fā)達國家的患病率約為0.3%,在60歲以上人群中患病率達1%。PD的主要病理表現(xiàn)為黑質內(nèi)多巴胺能神經(jīng)元的丟失和路易小體的形成。PD可分為散發(fā)性PD和家族性PD,散發(fā)性PD的病因尚不清楚。家族性PD由基因突變引起。多種基因的突變可導致家族性PD的發(fā)生,其中α突觸蛋白(αsynuclein,αSyn)基因SNCA、富亮氨酸重復序列激酶(leucine-rich repeat kinase 2,LRRK2)基因、囊泡分選蛋白35(vacuolar protein sorting-35,VPS35)基因突變可導致常染色體顯性遺傳PD,而DJ-1、PINK1和Parkin基因突變則參與了常染色體隱性遺傳PD的發(fā)病。盡管家族性PD所占比例非常小,只約占所有PD患者的10%,但是對家族性PD的研究為闡明PD發(fā)病機制提供了一個全新的視角。研究者可以通過研究這些基因的生理功能、參與的生物化學途徑以及各種突變是如何導致PD發(fā)生,從而探索PD的發(fā)病機制。SNCA和LRRK2是PD的兩種主要致病基因,均參與了常染色體顯性遺傳PD的發(fā)生。SNCA突變發(fā)生率較低,但外顯率高,甚至完全外顯,所導致的PD起病早、癥狀不典型、進展快。而LRRK2突變發(fā)生率較高,不僅見于10%的常染色體顯性遺傳PD,還見于散發(fā)性PD患者。LRRK2突變外顯率低,所導致的PD起病晚、癥狀典型、對左旋多巴藥物反應好,非常類似散發(fā)性PD的臨床特點。兩者導致PD發(fā)生的機制也各不相同,突變的SNCA或是多倍增的αSyn表達量促進了αSyn的異常聚集,而LRRK2突變目前的作用機制尚不清楚,但考慮到LRRK2突變的外顯率低,提示環(huán)境因素在其中發(fā)揮了重要的作用。我們的課題以家族性PD的兩個主要致病基因SNCA和LRRK2為研究重點,利用αsynA53T和LRRK2G2019S兩種PD轉基因小鼠模型探討PD致病基因SNCA和LRRK2突變在PD發(fā)生中的作用。第一部分:αsyna53t帕金森病小鼠模型嗅覺障礙及其機制的研究pd的主要臨床表現(xiàn)分為運動癥狀和非運動癥狀兩部分,嗅覺障礙是pd最常見的一種非運動性癥狀,它的出現(xiàn)可以早于非運動癥狀出現(xiàn)數(shù)年,嗅覺系統(tǒng)的受累也是pd中路易小體病變最早累及的腦區(qū)域。并且隊列研究結果顯示,嗅覺障礙的出現(xiàn)可能預示著更高的患pd的風險。因此對嗅覺障礙的研究將有助于研究pd的發(fā)病機制。到目前為止嗅覺障礙的機制、嗅覺系統(tǒng)在pd發(fā)生中的確切作用仍然缺乏定論。合適的嗅覺障礙pd動物模型的缺乏在一定程度上限制了對pd早期嗅覺障礙的研究。我們的研究利用αsyna53t小鼠模型來評估小鼠在運動障礙前期的嗅覺功能。αsyna53t小鼠表現(xiàn)出年齡依賴性的明顯的運動障礙和與運動障礙同期出現(xiàn)的神經(jīng)元內(nèi)αsyn的異常聚集,能夠較好的模擬pd中出現(xiàn)的行為學表型和病理學特點,但是到目前為止尚沒有對其運動障礙前期嗅覺功能進行系統(tǒng)性評估。我們在實驗中對不同年齡(3月、6月、10月)的αsyna53t小鼠進行了嗅覺評估,包括嗅覺辨別(社會性氣味辨別和非社會性氣味辨別)、嗅覺閾值和嗅覺記憶功能,發(fā)現(xiàn)αsyna53t小鼠在6月時表現(xiàn)出非社會性氣味辨別和嗅覺閾值的異常,并且αsyna53t小鼠嗅球內(nèi)膽堿能系統(tǒng)和多巴胺能系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂。我們的研究提示,αsyna53t小鼠可以作為一個模擬pd早期嗅覺障礙合適的的動物模型,嗅球內(nèi)多巴胺能系統(tǒng)和膽堿能系統(tǒng)的功能紊亂可能參與了早期嗅覺障礙的發(fā)生。第二部分lrrk2g2019s帕金森病小鼠模型與環(huán)境因素相互作用的研究lrrk2突變是pd中最常見的突變之一,同時參與了家族性pd和散發(fā)性pd的發(fā)生。在lrrk2的多種突變中,發(fā)生在lrrk2激酶區(qū)域的lrrk2g2019s突變是最常見的突變形式,見于4-5%的家族性pd和1%的散發(fā)性pd。lrrk2g2019s突變的外顯率較低,根據(jù)流行病學調(diào)查,59歲時lrrk2g2019s的外顯率只有28%,提示環(huán)境因素在lrrk2g2019s相關pd的發(fā)病中發(fā)揮了重要的作用。為了研究lrrk2g2019s突變的致病機理,多種轉基因動物模型被開發(fā)出來,但難以復制人類pd中的特征性表現(xiàn),提示基因-環(huán)境的相互作用在pd發(fā)病中的重要性。除環(huán)境因素外,年齡也對LRRK2G2019S突變的外顯率有著關鍵性的影響。59歲時LRRK2G2019S的外顯率只有28%,69歲時外顯率達到51%。在動物模型中,LRRK2G2019S轉基因小鼠也表現(xiàn)出年齡依賴性的黑質多巴胺能神經(jīng)元減少或紋狀體多巴胺降低,提示年齡在LRRK2G2019S相關PD的發(fā)病中發(fā)揮了重要的作用。將基因突變、環(huán)境因素和年齡結合起來能夠更全面地研究LRRK2G2019S在帕金森病發(fā)病中的作用,但是目前為止這類研究十分欠缺。我們的課題利用LRRK2G2019S轉基因小鼠模型模擬LRRK2G2019S的攜帶者,探討LRRK2G2019S小鼠是否對lactacystin引起的黑質紋狀體多巴胺系統(tǒng)損傷更易感,以及年齡是否會加重這種易感性,并進而探討可能的作用機制。我們的研究發(fā)現(xiàn)相比同年齡野生型小鼠,5月的LRRK2G2019S小鼠lactacystin處理后紋狀體內(nèi)DA含量下降更為明顯。相比同年齡野生型小鼠,12月的LRRK2G2019S小鼠lactacystin處理后,除紋狀體內(nèi)DA含量下降更明顯外,黑質內(nèi)TH陽性神經(jīng)元數(shù)目下降也呈現(xiàn)更明顯的趨勢。相比5月的對照小鼠,12月的小鼠lactacystin處理后黑質內(nèi)TH陽性神經(jīng)元數(shù)目及紋狀體DA含量均下降更加明顯,黑質內(nèi)小膠質細胞激活更明顯。我們的結論提示:LRRK2G2019S小鼠和大齡小鼠對lactacystin引起的損傷更為敏感,小膠質細胞的持續(xù)性激活可能在其中發(fā)揮了作用。
[Abstract]:甯曢噾媯梾(Parkinson鈥檚 disease,PD)鏄緇忕甯歌鐨勪竴縐嶉，

本文編號：1495273