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为探究 LRRK2G2019S敲入（KI）小鼠能否模拟 LRRK2 帕金森病（PD），研究人员用脂多糖（LPS）处理小鼠，发现 LPS 未致多巴胺能神经元丢失但激活了星形胶质细胞，且咖啡因可缓解，这为 PD 治疗提供新方向。
帕金森病（Parkinson’s disease，PD），这一神秘的神经退行性疾病，正逐渐成为威胁人类健康的一大 “隐形杀手”。它就像大脑中的一场 “慢性风暴”，悄无声息地侵蚀着患者的生活。在 PD 患者的大脑中，黑质致密部的多巴胺能神经元不断退化，仿佛一盏盏明灯逐渐熄灭，导致患者出现震颤、僵硬、运动迟缓等一系列症状，严重影响生活质量。
目前，虽然我们已经知道 PD 的发病与多种因素有关，但对于其具体的发病机制，科学界仍在苦苦探寻。大多数 PD 病例是散发性的，但越来越多的研究发现，基因突变在 PD 的发病过程中起着重要作用。其中，富含亮氨酸重复激酶 2（Leucine-rich repeat kinase 2，LRRK2）基因的突变被认为是 PD 最常见的遗传病因之一。LRRK2G2019S突变是 LRRK2 基因众多突变类型中较为常见的一种，它能增强 LRRK2 蛋白的激酶活性，进而赋予蛋白毒性功能，使携带者患 PD 的风险大幅增加。然而，令人困惑的是，即使携带这种突变，也并非所有个体都会发病，这表明还有其他尚未明确的遗传或环境因素在暗中 “捣鬼”。
为了深入探究这些未知因素，揭开 PD 发病机制的神秘面纱，来自美国马萨诸塞州综合医院（Massachusetts General Hospital）和哈佛医学院（Harvard Medical School）的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《BMC Neuroscience》杂志上，为我们理解 PD 的发病机制和寻找潜在治疗方法带来了新的曙光。
研究人员采用了多种先进的技术方法来开展这项研究。首先，他们精心培育了 LRRK2G2019S基因敲入（Knock-in，KI）小鼠和野生型（Wild-type，WT）小鼠。通过严格的基因鉴定技术，确保实验小鼠的基因型准确无误。随后，对 8 个月大的雄性小鼠进行脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）处理，这是一种能引发炎症反应的物质。在处理后的两周内，密切监测小鼠的体重变化。同时，运用高效液相色谱 - 电化学检测（High-performance liquid chromatography-electrochemical detection，HPLC-ECD）技术，精确测量小鼠纹状体中多巴胺及其代谢产物 3,4 - 二羟基苯乙酸（3,4-dihydroxyphenylacetic acid，DOPAC）的水平；采用 Western blot 分析技术，检测相关蛋白的表达水平；利用免疫组化分析和免疫荧光分析技术，对特定神经元和细胞进行标记和观察。
研究结果令人瞩目。在观察 LPS 对多巴胺能神经元的影响时发现，无论是 LRRK2G2019S KI 小鼠还是 WT 小鼠，在接受 LPS 处理两周后，纹状体中的多巴胺水平并未下降，黑质中酪氨酸羟化酶（Tyrosine hydroxylase，TH）阳性神经元的数量也没有改变，纹状体中 TH 蛋白的水平同样未发生变化。这表明，短期（两周）的 LPS 处理并不会导致 LRRK2G2019S KI 小鼠和 WT 小鼠的多巴胺能神经元丢失。
在体重变化方面，LRRK2G2019S KI 小鼠表现出与 WT 小鼠的显著差异。注射 LPS 后，两种基因型的小鼠体重都出现下降，但 WT 小鼠在第 6 天体重就恢复到基线水平，而 LRRK2G2019S KI 小鼠直到第 13 天仍未能恢复到初始体重，这意味着 LRRK2G2019S突变使小鼠对 LPS 更加敏感。
进一步研究发现，LPS 处理后的 LRRK2G2019S KI 小鼠，其 LRRK2 在自磷酸化位点丝氨酸 1292（Serine 1292）的磷酸化水平显著升高，这表明 LRRK2 激酶活性增强。同时，LRRK2 底物 Rab12 的表达水平也有所增加，说明 LPS 处理使 LRRK2G2019S KI 小鼠的 LRRK2 过度激活。
在炎症反应方面，研究人员重点关注了星形胶质细胞和小胶质细胞。结果显示，LPS 处理显著增加了 LRRK2G2019S KI 小鼠纹状体和黑质中星形胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）的表达，而小胶质细胞标记物离子钙结合接头分子 1（Ionized calcium-binding adaptor molecule 1，Iba1）的水平在各实验组中均无明显变化，这表明 LPS 诱导的星形胶质细胞激活在 LRRK2G2019S KI 小鼠中更为严重。
值得一提的是，研究人员还探究了咖啡因对 LPS 处理小鼠的影响。他们发现，咖啡因能特异性地减轻 LRRK2G2019S KI 小鼠中 LPS 诱导的星形胶质细胞激活，但对 LRRK2 的磷酸化及其底物 Rab12 的磷酸化水平没有显著影响。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。虽然目前尚未成功建立炎症相关的 LRRK2 PD 小鼠模型，但研究表明 LRRK2G2019S KI 小鼠在 LPS 处理后，LRRK2 激酶活性增强，伴随着体重恢复延迟和星形胶质细胞增生加剧，而咖啡因能够缓解这一现象。这不仅进一步证实了 LRRK2 激酶活性在 PD 发病机制中的关键作用，还为 PD 的治疗提供了新的潜在方向。咖啡因作为一种广泛消费的物质，有可能开发成为 LRRK2 突变的 PD 患者的治疗药物，或者作为预防策略，降低 LRRK2 突变携带者患 PD 的风险。不过，目前仍不清楚咖啡因发挥作用的具体分子机制，未来还需要更多的研究来深入探索。
