罗滕酮会加速内源性α-突触核蛋白的扩散，并在注射了α-突触核蛋白预制纤维的帕金森病小鼠模型中加剧神经退行性病变

《Frontiers in Cellular Neuroscience》：Rotenone accelerates endogenous α-synuclein spreading and enhances neurodegeneration in an intra-striatal α-synuclein preformed fibril injected mouse model of Parkinson’s disease

帕金森病（PD）病理特征包括Lewy体形成、α-syn聚集及多巴胺能神经元变性，环境毒素如Rotenone可能通过氧化应激加速PD进程。本研究构建两种小鼠模型（模型1：PFF注射后立即Rotenone处理；模型2：PFF注射3周后Rotenone处理），验证Rotenone对PFF诱导的α-syn病理及神经退化的协同作用。结果显示，Rotenone显著增强α-syn在 substantia nigra pars compacta（SNC）的扩散与聚集，同时加剧多巴胺能神经元损失及神经炎症反应，且模型2的病理效应更显著。该模型为PD机制研究及靶向治疗开发提供了新工具。

　　本研究聚焦于帕金森病（Parkinson’s disease, PD）的病理机制，特别是α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）在神经元中的异常聚集以及其与环境毒素之间的相互作用。PD是一种以进行性神经退行性损害为特征的疾病，主要影响运动功能，如震颤、僵直和运动迟缓等。近年来，研究发现α-syn的异常折叠和聚集在PD的发病机制中扮演着核心角色，这种病理现象不仅限于大脑的特定区域，还可能从周围组织扩散至中枢神经系统，如嗅觉上皮和肠道，再通过自主神经或肠神经系统传播至大脑。因此，理解α-syn在神经元中的传播机制，以及环境因素如何影响其聚集和毒性，对于揭示PD的发病机制和开发新的治疗策略具有重要意义。

在本研究中，科学家们采用了一种结合α-突触核蛋白预形成的纤维（PFF）注射和罗丹明（rotenone）给药的方法，以构建一个更接近真实PD病理过程的小鼠模型。PFF是一种人工合成的α-syn纤维，能够在小鼠脑内引发α-syn的异常传播和聚集。而罗丹明作为一种天然的线粒体毒素，广泛用于农业和工业，其毒性机制主要通过干扰线粒体功能，从而引发氧化应激，进而导致神经元损伤。与MPTP等合成毒素不同，罗丹明对多种细胞类型均具有毒性作用，这使其成为研究PD多系统病理变化的理想选择。

研究中，科学家们通过立体定位手术将PFF注入小鼠的纹状体（striatum），随后在不同时间点给予罗丹明注射，以观察其对α-syn传播和神经退行性变化的影响。具体而言，第一种模型系统（Model 1）是在PFF注射后一天开始给予罗丹明，而第二种模型系统（Model 2）则在PFF注射后三周才开始给予罗丹明。在两种模型中，研究者均观察到α-syn的异常传播和聚集显著增强，并且在罗丹明处理组中，多巴胺能神经元（dopaminergic neurons）的数量减少，同时纹状体中的多巴胺转运体（dopamine transporter, DAT）信号强度下降，这表明神经退行性损害在罗丹明的协同作用下进一步加剧。

此外，研究还发现，罗丹明的处理显著增强了神经炎症反应。在PFF注射后，小鼠的纹状体和黑质致密部（substantia nigra pars compacta, SNC）中，小胶质细胞（microglia）和星形胶质细胞（astrocytes）的激活程度增加。这些细胞的激活通常与神经炎症相关，而神经炎症被认为是PD病理过程中的一个关键环节，可能通过释放炎性因子和活性氧物种（reactive oxygen species, ROS）加剧神经元损伤。研究结果表明，罗丹明与PFF共同作用时，神经炎症反应比单独使用PFF或罗丹明更为显著，尤其是在Model 2中，三周的间隔时间使得α-syn的传播和聚集更为充分，从而进一步激活了免疫反应。

从分子机制的角度来看，α-syn的异常聚集会引发一系列病理变化，包括线粒体功能障碍、氧化应激、蛋白酶抗性纤维的形成以及细胞凋亡。研究中使用了免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）技术，对α-syn的表达、分布及其与多巴胺能神经元的共定位情况进行分析。结果显示，在罗丹明处理组中，α-syn不仅在细胞质中积累，还出现了向细胞核转移的趋势，这种核内聚集可能与α-syn的神经毒性作用有关。已有研究表明，α-syn在细胞核中的存在可能通过抑制组蛋白乙酰化，从而影响基因表达，导致神经元功能障碍和死亡。

本研究还发现，罗丹明的处理对多巴胺能神经元的损害具有显著的增强作用。在Model 1和Model 2中，与仅接受PFF注射的小鼠相比，接受罗丹明处理的小鼠表现出更严重的多巴胺能神经元损失，以及更明显的神经元退行性变化。这些结果支持了罗丹明在PD病理发展中的关键作用，尤其是在α-syn已经形成的情况下，罗丹明可能通过加剧氧化应激和炎症反应，进一步推动疾病的进展。

值得注意的是，尽管罗丹明本身在某些情况下不会直接导致多巴胺能神经元的大量死亡，但其与PFF的协同作用却显著提升了神经毒性。这一发现可能对理解PD的环境因素与遗传因素之间的相互作用提供了新的视角。此外，研究还揭示了罗丹明在促进α-syn向细胞核转移方面的作用，这可能为PD的分子机制研究提供了新的线索。例如，细胞核内的α-syn可能影响DNA修复、转录调控等关键过程，从而加速神经元的死亡。

为了更全面地评估这一模型的有效性，研究者还考虑了神经炎症的强度及其与α-syn聚集之间的关系。在Model 2中，三周的间隔时间使得α-syn的传播更加广泛，从而在罗丹明处理后引发更强烈的神经炎症反应。这种模式更接近于人类PD的临床表现，即在α-syn异常聚集的基础上，环境毒素可能加速疾病的进展。因此，Model 2可能在模拟PD的多阶段发病过程方面更具优势。

尽管本研究取得了一些重要的发现，但仍存在一些局限性。例如，研究未涉及行为学测试，这使得无法全面评估PD模型的临床相关性。此外，关于α-syn向细胞核转移的具体机制，以及其对基因表达的调控作用，仍需进一步的实验验证。未来的研究可以结合分子生物学技术，如RNA测序或染色质免疫沉淀（ChIP），以更深入地探讨罗丹明如何影响α-syn的核内定位及其对神经元功能的潜在影响。

总体而言，本研究通过构建一个结合PFF注射和罗丹明处理的动物模型，揭示了罗丹明在加速α-syn传播、增强神经炎症反应以及促进多巴胺能神经元死亡中的关键作用。这一模型为PD的研究提供了新的工具，有助于更深入地探索α-syn的病理机制及其与环境毒素之间的相互作用。此外，该模型可能为开发新的治疗策略提供基础，特别是针对α-syn异常聚集和神经炎症的干预手段。通过进一步优化模型设计，并结合更全面的评估手段，科学家们有望更准确地模拟PD的复杂病理过程，从而推动相关研究的进展。