新型稳定转染mCherry标记人α-突触核蛋白的斑马鱼模型在幼虫期重现路易体疾病关键特征

本研究成功构建首个稳定表达mCherry标记人α-突触核蛋白（αSyn）的转基因斑马鱼品系Tg(elavl3:mCherry-hsa.SNCA)，通过行为学、分子生物学及显微成像技术证实该模型在幼虫期即呈现αSyn纤维聚集、TH+神经元退化、自噬标志物异常等帕金森病（PD）核心病理特征，并表现出运动障碍与焦虑样行为，为路易体疾病机制研究和药物高通量筛选提供了理想平台。

　　

帕金森病（PD）作为第二大神经退行性疾病，其核心病理特征是脑内α-突触核蛋白（αSyn）异常聚集形成的路易体（LB）。尽管已有多种动物模型用于研究PD，但现有斑马鱼模型存在表型不全、稳定性差等问题——或仅能模拟αSyn聚集而缺乏神经退行性变，或无法重现运动与非运动症状。更关键的是，斑马鱼缺乏SNCA基因直系同源物，导致人类αSyn病理机制研究受限。这些瓶颈严重阻碍了PD分子机制解析和药物开发进程。

为解决这一难题，来自布雷西亚大学的研究团队通过神经元特异性elavl3启动子驱动mCherry标记的人全长αSyn表达，成功培育出稳定遗传的Tg(elavl3:mCherry-hsa.SNCA)斑马鱼品系。该研究通过行为学分析、分子生物学检测、共聚焦和光片荧光显微成像等技术，系统评估了转基因幼虫的病理表型。研究队列包括F2代转基因幼虫与野生型对照，关键实验采用20只幼虫/组的样本量，通过PCR基因分型、蛋白免疫印迹（WB）验证转基因表达，并运用Noldus DanioVision系统进行运动行为分析。

3.1. 转基因品系构建与验证
研究团队设计含elavl3启动子的pzTol2载体，表达mCherry-αSyn融合蛋白。F2代幼虫PCR证实转基因稳定整合，WB检测到47kDa特异条带。免疫荧光显示mCherry与抗αSyn抗体（2A7）在嗅球、下丘脑等脑区共定位，光片显微镜三维重建确认神经元特异性表达。

3.2. 行为学异常
5日龄幼虫在持续光照下运动距离显著减少（p=0.0011），而在明暗转换时出现过度运动反应（p=0.0005），表明白天运动减退与黑暗诱导的焦虑样行为并存。白光照试验（WLR）中，24孔板实验显示转基因幼虫对光照变化存在持续高运动反应，提示应激敏感性增强。

3.3. 细胞死亡动态变化
吖啶橙染色揭示3日龄转基因幼虫凋亡细胞减少，但5日龄时前脑凋亡增加，尤其端脑和脑室周围区（PVZ）显著，表明αSyn累积呈现时间依赖性神经毒性。

4. 酪氨酸羟化酶神经元选择性脆弱性
免疫荧光显示5日龄转基因幼虫前脑TH1阳性面积减少26.4%（p=0.0264），其中腹侧后结节（vPT）区——相当于哺乳类黑质纹状体系统的区域——损伤最显著，而后脑TH1阳性区无差异，完美模拟PD选择性多巴胺能神经元退化特征。

5. 病理性αSyn沉积
WB检测到高分子量pSer129-αSyn聚集物，免疫染色发现磷酸化αSyn包涵体。硫磺素S染色与αSyn免疫信号在延髓等区域共定位，证实纤维样聚集形成。

6. 突触与自噬通路异常
5日龄幼虫突触蛋白SynIIb和SynIII蛋白水平显著升高（p=0.0068；p=0.0003），伴随p62积累（p=0.0018）和LC3 II/I比率增加（p<0.0001），提示自噬流受损导致突触蛋白清除障碍。

这项研究首次在斑马鱼幼虫阶段完整重现PD三大核心特征：αSyn病理沉积、选择性神经元丢失和行为障碍。该模型突破性地将神经退行性变研究时间窗压缩至5天内，其透明特性便于活体观察αSyn聚集动态，而幼虫的小型化优势特别适合高通量药物筛选。研究不仅证实αSyn通过干扰自噬-突触轴导致神经退化，更揭示了前脑多巴胺能神经元对αSyn毒性的特殊敏感性。值得注意的是，焦虑样行为的发现为PD前驱期非运动症状研究提供了新视角。

该成果发表于《Neurobiology of Disease》，为解析路易体疾病分子机制建立了不可替代的平台。未来可延伸至成年鱼研究病理进展，或通过此模型筛选调节αSyn聚集的小分子化合物。相较于哺乳类模型，该斑马鱼系统在成本、通量和可视化方面的优势，将加速神经退行性疾病治疗策略的开发进程。