帕金森病新型AAV/DJ-α-突触核蛋白大鼠模型:多维度模拟疾病进程与治疗窗口建立

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Brain Research Bulletin 3.5

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  研究人员针对帕金森病(PD)动物模型缺乏进行性运动表型与神经炎症早期特征的问题,通过AAV/DJ介导的α-突触核蛋白(α-synuclein)过表达,建立了兼具DA神经元进行性丢失、蛋白聚集和早期小胶质细胞激活的大鼠模型。该模型在12-16周呈现50%黑质致密部(SNpc)TH+神经元丢失、纹状体(STR)纤维密度下降及S129磷酸化α-synuclein包涵体形成,并通过阶梯测试、步进测试等行为学验证了渐进性运动障碍,为PD治疗干预提供了理想的时间窗口。

  

帕金森病作为第二大神经退行性疾病,其核心病理特征——黑质致密部多巴胺能神经元进行性丢失和α-突触核蛋白聚集——在现有动物模型中难以完整重现。更棘手的是,约50%神经元死亡后才会出现运动症状的临床特点,使得治疗时间窗口的模拟成为关键挑战。传统神经毒素模型无法再现蛋白聚集病理,而转基因小鼠又缺乏时空特异性。德国汉诺威医学院(Hannover Medical School)的研究团队在《Brain Research Bulletin》发表的研究,通过AAV/DJ血清型递送人类α-synuclein基因,成功构建出首个同步模拟PD组织病理学与渐进性运动障碍的大鼠模型。

研究采用AAV/DJ和AAV/6血清型体外转导原代DA神经元评估效率,通过立体定位注射构建SNpc特异性α-synuclein过表达模型。行为学采用阶梯测试(评估精细运动)、步进测试(检测运动迟缓)和圆筒测试(测量前肢不对称性)多维度评估运动功能。组织学通过立体学计数TH+神经元、纹状体纤维密度分析,并结合蛋白酶K消化检测磷酸化α-synuclein包涵体,同时利用Iba1和GFAP标记神经炎症反应。

AAV/DJ血清型的高效转导
体外实验显示AAV/DJ对DA神经元的转导效率达85%,显著高于AAV/6的65%。Western blot证实两种血清型均可有效表达α-synuclein,但AAV/DJ在活体实验中展现出更稳定的表达特性。

进行性DA神经元丢失与纤维损伤
体内实验显示,AAV/DJ-α-synuclein注射后8周开始出现SNpc的TH+神经元显著减少(残留50.8%),伴随纹状体纤维密度下降至57.2%。至16周时,神经元丢失稳定在49.1%,且Girk2+神经元(SNpc主要亚群)选择性脆弱,而钙结合蛋白阳性的VTA神经元保持完整,完美模拟了PD患者的神经元选择性损伤模式。

病理标志物与神经炎症
蛋白酶K抵抗的S129磷酸化α-synuclein包涵体在注射侧SNpc、皮层和纹状体广泛分布。值得注意的是,注射4周即出现小胶质细胞(Iba1+)密度增加和荧光强度升高,12周时GFAP+星形胶质细胞反应达到峰值,证实神经炎症早于显著神经元丢失,与人类PD病理进程高度一致。

渐进性运动表型
行为学检测揭示:圆筒测试中左前肢(对侧)使用率从基线48.2%降至16周的34.3%;步进测试显示左前肢调整步数在12周后显著减少。阶梯测试虽因学习效应未显示损伤,但其他两项测试的进行性恶化与50%神经元丢失的临床阈值吻合,首次在病毒模型中重现了PD运动症状的渐进发展过程。

该研究突破性地将AAV/DJ血清型与神经元特异性启动子结合,以中等病毒滴度(1×1010 vg/μL)实现病理表型的精准控制。模型不仅重现了α-synuclein包涵体形成、DA神经元选择性丢失和纹状体去神经支配等PD核心特征,其4-16周的明确治疗窗口更为神经保护剂测试提供理想平台。von H?vel等特别指出,早期小胶质细胞激活的发现为PD免疫调节治疗策略提供了新依据,而Girk2+神经元特异性损伤机制的研究可能揭示PD选择性易感性的分子基础。这种兼具病理与行为学进展性的模型,或将改写PD临床前研究的范式。

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