帕金森病動(dòng)物模型的研究進(jìn)展

楊東明，楊利峰，趙德明，周向梅

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，北京 100193)

帕金森病(Parkinson's disease，PD)是一種嚴(yán)重危害機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)的退行性病變。 其病變過程主要表現(xiàn)為黑質(zhì)紋狀體發(fā)生嚴(yán)重的壞死、缺失，引起多巴胺能神經(jīng)元退化，最終導(dǎo)致患者表現(xiàn)出典型臨床癥狀，即一系列運(yùn)動(dòng)失調(diào)癥狀(肌肉強(qiáng)直、震顫麻痹、運(yùn)動(dòng)障礙)及伴有消化與內(nèi)分泌紊亂癥狀[1-2]。該病病因復(fù)雜，病程緩慢，給研究其具體發(fā)生機(jī)制造成困難。

PD 相關(guān)動(dòng)物模型種類多樣，發(fā)展迅速。 現(xiàn)有PD 動(dòng)物模型按照其處理方式主要分為以下三類：神經(jīng)毒素模型(neurotoxic models)、轉(zhuǎn)基因模型(genetic models)與二者連用模型。 不同種類的PD動(dòng)物模型為研究PD 相關(guān)作用機(jī)制及治療手段提供了有力幫助，具有重要意義。 本文著眼于現(xiàn)有PD動(dòng)物模型相關(guān)研究進(jìn)展，梳理了不同PD 動(dòng)物模型的特點(diǎn)，討論了不同動(dòng)物種類在PD 模型中的主要特征，比較了動(dòng)物模型與PD 患者的臨床差異，旨在為進(jìn)一步深入開發(fā)PD 動(dòng)物模型提供參考。

1 神經(jīng)毒素模型(neurotoxic models)

神經(jīng)毒素模型是最早使用在PD 研究中的動(dòng)物模型，也是目前最常用來評價(jià)PD 治療效果的手段之一。 該類模型較其他模型優(yōu)勢明顯，以其相對簡單的操作與較低的成本，受到了研究者的青睞，在實(shí)際研究中使用較為廣泛。 目前使用最多的神經(jīng)毒素主要為：6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine，6-OHDA)、1-甲 基-4-苯 基-1，2，3，6-四 氫 吡 啶(1-methyL-4-phenyL-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP)、農(nóng)藥類神經(jīng)毒素。 其具體作用機(jī)制主要是通過抑制神經(jīng)細(xì)胞的呼吸復(fù)合物I，從而導(dǎo)致一系列類PD 病變[3]。 當(dāng)該類物質(zhì)作用于動(dòng)物機(jī)體后，會(huì)迅速引起黑質(zhì)、紋狀體的嚴(yán)重變性，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生十分強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)失調(diào)癥狀；但這些運(yùn)動(dòng)癥狀與PD患者的運(yùn)動(dòng)癥狀具有較大差異。 此外，由于其病程十分迅速，且病變主要為多巴胺能神經(jīng)元壞死、缺失，所以該類動(dòng)物模型一般不會(huì)觀察到PD 典型病理變化，即病變突觸核蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)中的大量沉積[4]。 因此，該類模型大多反應(yīng)晚期、長期的PD 狀態(tài)，適合研究黑質(zhì)、紋狀體內(nèi)多巴胺能神經(jīng)元的退行性變化過程及治療手段的恢復(fù)進(jìn)程[5]。

1.1 6-羥 基 多 巴 胺(6-hydroxydopamine，6-OHDA)

6-羥基多巴胺(6-OHDA)是一種結(jié)構(gòu)類似于兒茶酚胺的物質(zhì)，于1960 年首次用于PD 動(dòng)物模型的研究中[6]。 該物質(zhì)具有親水性，無法直接穿透血腦屏障，使用時(shí)須通過特定的定位程序，將該物質(zhì)直接注射在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，一般為黑質(zhì)、紋狀體、內(nèi)側(cè)前腦束。 其具體作用機(jī)制為：該物質(zhì)迅速引發(fā)非酶促氧化反應(yīng)，抑制膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能；導(dǎo)致大量氧化物質(zhì)與神經(jīng)遞質(zhì)蓄積，抑制呼吸復(fù)合物I 的相關(guān)功能，破壞線粒體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元壞死、缺失，使機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)退行性現(xiàn)象[7]。該模型的特點(diǎn)是病程迅速，缺少漸進(jìn)性病變與突觸核蛋白沉積現(xiàn)象。 使用該物質(zhì)時(shí)，不同的注射方式通常會(huì)產(chǎn)生不同的病理變化與臨床癥狀。 當(dāng)注射在紋狀體時(shí)，神經(jīng)癥狀通常表現(xiàn)較為緩慢，病程較輕，但當(dāng)注射在黑質(zhì)或內(nèi)側(cè)前腦束時(shí)，神經(jīng)癥狀表現(xiàn)迅速，病程較重，可見明顯的細(xì)胞變性、壞死[8]；當(dāng)單側(cè)注射時(shí)，其運(yùn)動(dòng)癥狀較為明顯且一般不會(huì)出現(xiàn)雙側(cè)運(yùn)動(dòng)障礙，利于實(shí)驗(yàn)者觀察，并且通常不會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂、失語癥狀、焦慮癥與嗅覺失靈，安全性較高[9]，而雙側(cè)注射則不然，所以該模型通常選擇單邊注射，以期達(dá)到必要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 目前，該模型主要用于PD 的細(xì)胞、分子水平研究，治療效果評價(jià)等方面。 例如，在該模型中，觀察者研究發(fā)現(xiàn)基底神經(jīng)節(jié)的谷氨酸轉(zhuǎn)移水平顯著增加；黑質(zhì)、紋狀體內(nèi)的突觸可塑性由于該區(qū)域多巴胺能神經(jīng)元的缺失而顯著改變[10-11]；左旋多巴、深層或雙側(cè)腦部刺激等治療手段均可通過恢復(fù)黑質(zhì)、紋狀體的突觸傳遞功能，而改善運(yùn)動(dòng)癥狀[12]。

1.2 MPTP

MPTP 主要破壞多巴胺能神經(jīng)元，是一種高親脂性、呼吸復(fù)合物I 抑制劑。 它可以輕松穿過血腦屏障，作用于大腦特定區(qū)域，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)癥狀。 該物質(zhì)無毒，可全身給藥，獲得實(shí)驗(yàn)性PD 模型[13]。 其作用機(jī)制為：MPTP 與星形膠質(zhì)細(xì)胞中的單胺酶B結(jié)合并氧化，最終形成有毒物質(zhì)MPP+；MPP+通過相應(yīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入多巴胺能神經(jīng)元中積聚，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定量后，該物質(zhì)通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入突觸小泡，最終抑制呼吸復(fù)合物I 的功能，干擾線粒體電子傳遞鏈作用，最終導(dǎo)致ATP 合成下降，線粒體損傷[14]。 該模型最大特點(diǎn)為：病程漸進(jìn)且與PD 患者臨床癥狀最為吻合；可觀察到突觸核蛋白沉積現(xiàn)象，而這一特點(diǎn)是目前大多數(shù)PD 動(dòng)物模型所不具有的。 不同動(dòng)物種類具有不同的MPTP 敏感性。 靈長類動(dòng)物較嚙齒動(dòng)物敏感性較高；嚙齒動(dòng)物中，小鼠敏感性最高，并且由于小鼠飼養(yǎng)條件簡單，成本較低且操作簡單，故MTPT 小鼠模型使用最為廣泛[15]。 此外，不同注射方法也會(huì)導(dǎo)致不同的臨床現(xiàn)象。 單次高劑量腦內(nèi)注射或重復(fù)低劑量腹膜內(nèi)注射通常會(huì)導(dǎo)致黑質(zhì)紋狀體產(chǎn)生明顯的多巴胺能神經(jīng)元病變及較為顯著的運(yùn)動(dòng)癥狀，而低劑量注射則可觀察到漸進(jìn)性多巴胺能神經(jīng)元的損傷與相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)癥狀[16-18]；不論是何種劑量，MTPT 導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)癥狀一般是可通過行為學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。

1.3 魚藤酮

魚藤酮是一種廣泛使用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的除草劑、殺蟲劑與除螨劑，屬于類胡蘿卜素神經(jīng)毒素類物質(zhì)[19]。 該物質(zhì)最早發(fā)現(xiàn)于熱帶植物中，具有高度親脂性，極易穿過血腦屏障，其主要特征是進(jìn)入多巴胺能神經(jīng)元不依賴多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)受體。 進(jìn)入神經(jīng)元細(xì)胞后，該物質(zhì)會(huì)主要作用于線粒體呼吸鏈復(fù)合物I，抑制有關(guān)蛋白酶活性，增加ROS 含量，使線粒體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，進(jìn)而降低多巴胺與谷胱甘肽代謝水平，增加脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，加劇細(xì)胞氧化損傷[20-21]。 研究證明，魚藤酮在不同實(shí)驗(yàn)條件下的致病速度也不盡相同，存在較大差異。 體外實(shí)驗(yàn)表明：魚藤酮會(huì)顯著引起細(xì)胞凋亡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，其導(dǎo)致病變的速度十分迅速；而當(dāng)體內(nèi)靜脈注射后，其作用速度相對緩慢，長時(shí)間作用后，會(huì)出現(xiàn)較為顯著的黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元壞死與突觸核蛋白沉積及典型的運(yùn)動(dòng)癥狀，如運(yùn)動(dòng)遲緩，肌肉強(qiáng)直，體位不穩(wěn)，步態(tài)不穩(wěn)等[22]。 此外，體內(nèi)注射還可見明顯的鐵離子沉積與小膠質(zhì)細(xì)胞增生。 研究還表明，不同的注射方式會(huì)產(chǎn)生不同的病理現(xiàn)象[23]。 通常所采用的經(jīng)脈注射會(huì)導(dǎo)致高死亡率，產(chǎn)生顯著多巴胺能神經(jīng)元壞死與典型運(yùn)動(dòng)癥狀，但其病理現(xiàn)象不可重復(fù)，具有個(gè)體差異；當(dāng)采用雙側(cè)注射時(shí)，動(dòng)物也會(huì)表現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元壞死，并同時(shí)伴有明顯運(yùn)動(dòng)失調(diào)與機(jī)體僵直，且通過左旋多巴治療后，可緩解上述癥狀；而當(dāng)胃內(nèi)給藥時(shí)，魚藤酮會(huì)導(dǎo)致突觸核蛋白最先沉積在胃神經(jīng)叢中，并逐步轉(zhuǎn)移到迷走神經(jīng)背側(cè)核，最終侵害中樞神經(jīng)，而該現(xiàn)象也直接支持了PD 疾病起源于腸道的假說[24]?？偟膩碚f，魚藤酮模型使用廣泛，可較為全面地復(fù)制PD 病理癥狀與運(yùn)動(dòng)特征，以其操作簡單，成本低廉是該模型的主要優(yōu)點(diǎn)，但該物質(zhì)引發(fā)高死亡率、非典型性PD 癥狀是該模型的缺點(diǎn)[24-25]。

1.4 百草枯

百草枯是一種毒性極大的除草劑，主要是以1-1-二甲基-4-4-聯(lián)吡啶陽離子鹽為化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，與MPP+結(jié)構(gòu)極為相似，但該類物質(zhì)不能透過血腦屏障，主要通過氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)受體進(jìn)入大腦，通過激活諸如死亡受體途徑、線粒體信號途徑、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑等多種途徑造成神經(jīng)細(xì)胞凋亡，加速神經(jīng)元自噬，最終導(dǎo)致神經(jīng)元壞死[26-27]。 臨床研究發(fā)現(xiàn)：長期注射該物質(zhì)后，小鼠會(huì)表現(xiàn)出顯著的運(yùn)動(dòng)癥狀，大鼠則會(huì)表現(xiàn)典型的焦慮與嗅覺障礙等癥狀。 該物質(zhì)進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞后，通過氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生大量ROS；同時(shí)，該物質(zhì)還會(huì)破壞谷胱甘肽的氧化還原平衡，使得具有毒性作用的谷胱甘肽大量堆積，最終破壞了細(xì)胞的抗氧化機(jī)制，使得細(xì)胞代謝紊亂。 值得注意的是，百草枯對線粒體復(fù)合物I的親和力較低，其造成神經(jīng)毒性作用不會(huì)抑制線粒體復(fù)合物I 的作用[28]。 雖然該物質(zhì)對黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元毒性作用機(jī)制目前尚未研究清晰，但多項(xiàng)研究表明，靜脈注射百草枯會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)功能障礙，多巴胺能神經(jīng)元壞死(其壞死程度與注射劑量有關(guān))，紋狀體神經(jīng)纖維缺失，但不會(huì)改變紋狀體神經(jīng)節(jié)釋放多巴胺的含量[29-30]。 進(jìn)一步研究表明：注射高劑量的百草枯會(huì)通過氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)受體進(jìn)入多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞中，同時(shí)通過有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)受體進(jìn)入非多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞中，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)細(xì)胞死亡，且該損傷現(xiàn)象并非只局限在多巴胺能神經(jīng)元中[31]。 百草枯動(dòng)物模型的最大優(yōu)點(diǎn)在于該模型可模擬α-突觸核蛋白過表達(dá)與沉積現(xiàn)象，并最終表現(xiàn)沉積在黑質(zhì)紋狀體的多巴胺能神經(jīng)元中，而這一現(xiàn)象與PD 患者的臨床表現(xiàn)最為貼近[32]。

1.5 其他神經(jīng)毒性物質(zhì)

除了上述神經(jīng)毒性物質(zhì)外，其他常見的神經(jīng)毒性物質(zhì)還包括代森錳、三氯乙烯、苯丙胺類精神興奮劑等。 代森錳可抑制呼吸復(fù)合物Ⅲ功能[33]。 該物質(zhì)與百草枯組合使用可顯著導(dǎo)致黑質(zhì)體內(nèi)多巴胺能神經(jīng)壞死、缺失[34]。 最新研究發(fā)現(xiàn)三氯乙烯可導(dǎo)致嚙齒動(dòng)物紋狀體內(nèi)多巴胺能神經(jīng)元損傷，模擬PD 相關(guān)癥狀[35]。 苯丙胺類精神興奮劑具有極強(qiáng)的神經(jīng)毒性，可顯著造成神經(jīng)元損傷與壞死。 其作用機(jī)制主要是其極強(qiáng)的促單胺釋放與抑制單胺吸收的能力，最終導(dǎo)致神經(jīng)纖維的損傷與血清毒素的增加。 苯丙胺類精神興奮劑模型可用于兒茶酚胺能神經(jīng)元的損傷過程及易感性，但在PD 研究中該模型使用較少[36]。

2 轉(zhuǎn)基因模型

隨著基因技術(shù)的逐步推廣與深入，基因技術(shù)造模研究的深入開發(fā)與應(yīng)用在諸多疾病的機(jī)制研究中發(fā)揮了重要作用。 近年來，越來越多與PD 相關(guān)的遺傳因素被發(fā)現(xiàn)，研究者通過使用遺傳學(xué)的相關(guān)方法，對特定物種進(jìn)行PD 相關(guān)基因修飾，可制造出與PD 相關(guān)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型[37]。 目前常用的制備手段主要為基因敲除與轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

有關(guān)PD 遺傳基因的研究發(fā)現(xiàn)：干擾或調(diào)控與線粒體和能量相關(guān)的特定基因會(huì)導(dǎo)致PD 發(fā)生，并通過大量基因分析技術(shù)包括連鎖不平衡分析、家系連鎖分析和全基因組掃描等，由此推動(dòng)與PD 相關(guān)的20 個(gè)相關(guān)基因與25 個(gè)遺傳因素的深入研究。 目前，可將PD 相關(guān)基因劃分為“PARK”(18)和“非PARK”(＞20)基因。 迄今為止，已有8 個(gè)基因位點(diǎn)的基因序列被克隆，包括與常染色體顯性遺傳PD相關(guān)基因(α-突觸核蛋白、LRRK2、UCH-L1)，與常染色體隱性遺傳PD 相關(guān)基因(Parkin、PINK1、DJ-1、HTRA2、ATP13A2)兩類[38]。 通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對這些相關(guān)基因序列進(jìn)行操控可獲得相關(guān)PD 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型，拓寬模型種類。 該轉(zhuǎn)基因模型具體分為SNCA(α-突觸核蛋白，PARK1 和4)，PRKN(parkin RBR E3 ubiquitin protein ligase，PARK2)，PINK1(PTEN-induced putative kinase 1，PARK6)，DJ-1(PARK7)和LRRK2(leucine-rich repeat kinase 2，PARK8)[39-40]。 且在這些動(dòng)物模型中，SNCA 模型最為常見，使用最為廣泛。 雖然在這些轉(zhuǎn)基因模型中很少觀察到黑質(zhì)、紋狀體等區(qū)域的神經(jīng)損傷，但其為研究PD 的病理變化和發(fā)病機(jī)理，以及從基因分子水平揭示PD 發(fā)病機(jī)制提供了研究基礎(chǔ)。

2.1 α-突觸核蛋白

α-突觸核蛋白是一種可溶性小蛋白，主要在中樞神經(jīng)突觸前與核周附近表達(dá)[41]。 其參與膜蛋白與囊泡調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡。 研究發(fā)現(xiàn)該蛋白相關(guān)基因在家族遺傳性PD 中起主導(dǎo)作用，稱為PARK1 基因。 有關(guān)家族遺傳性PD 的研究發(fā)現(xiàn)，該基因突變會(huì)導(dǎo)致家族遺傳性PD；并且，只有該基因發(fā)生點(diǎn)突變或3 個(gè)以上的位點(diǎn)突變時(shí)，發(fā)生PD 疾病的概率將顯著增加[42-43]。 該轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型會(huì)產(chǎn)生類PD運(yùn)動(dòng)癥狀，但有關(guān)黑質(zhì)、紋狀體內(nèi)的神經(jīng)損傷癥狀尚未見報(bào)到。

2.2 Parkin

Parkin 是泛素連接酶的一種，由PRKN 基因編碼。 研究發(fā)現(xiàn)該酶失活會(huì)導(dǎo)致家族性與散發(fā)性PD，且患者普遍具有早發(fā)性[44]。 現(xiàn)有研究已經(jīng)明確了超過200 個(gè)Parkin 相關(guān)基因與PD 具有顯著相關(guān)性，且大多為隱形遺傳，其遺傳率不論是在純合子生物還是雜合子生物中均高達(dá)100%[45]。 其具體作用機(jī)制為：該類基因功能障礙導(dǎo)致線粒體內(nèi)蛋白表達(dá)紊亂，造成線粒體功能受損，引發(fā)線粒體功能障礙。 敲除Parkin 相關(guān)基因的動(dòng)物模型是最早使用的PD 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型之一[46]。 最新研究表明，激活Parkin 相關(guān)基因，可改善線粒體功能，恢復(fù)PD 運(yùn)動(dòng)癥狀，或可治療PD 疾病。 此外，Parkin 相關(guān)基因過度表達(dá)會(huì)保護(hù)黑質(zhì)免受其他神經(jīng)毒素作用，如6-OHDA、病變突觸核蛋白等。 這一發(fā)現(xiàn)或?yàn)镻D 治療提供新的思路。

2.3 PINK1

PINK1 是線粒體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的一種，與線粒體功能穩(wěn)定性密切相關(guān)。 約有4% ～9%的亞洲人群和2% ～4%的白種人的早發(fā)性PD 由該基因突變所致[47]。 該基因在感受線粒體相關(guān)膜電位、激活Parkin 酶活性，促進(jìn)損傷線粒體降解中發(fā)揮了重要作用[48]。 研究發(fā)現(xiàn)，PINK1 基因突變會(huì)導(dǎo)致常染色體隱形PD 發(fā)生。 該基因動(dòng)物模型通常不表現(xiàn)出典型的PD 病變—突觸核蛋白沉積。 而這一現(xiàn)象與患者剖檢結(jié)果一致[49]。 此外，PINK1 基因敲除小鼠還會(huì)表現(xiàn)出嗅覺和步態(tài)障礙，與PD 患者的前驅(qū)癥狀相似。 因此，PINK1 敲除模型可用于研究前驅(qū)階段的PD[50]。

2.4 DJ-1

DJ-1 基因編碼的蛋白作用廣泛，可參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、氧化應(yīng)激、線粒體功能調(diào)節(jié)等活動(dòng)[51]。 該基因突變會(huì)造成氧化應(yīng)激反應(yīng)功能紊亂，導(dǎo)致常染色體隱形PD[52]。 其具體作用機(jī)制目前尚未研究清晰，該模型多用于PD 基礎(chǔ)研究。 不同動(dòng)物類型的該基因敲除模型具有顯著差異。 小鼠模型通常表現(xiàn)出中度運(yùn)動(dòng)障礙，且未見多巴胺能神經(jīng)元壞死[53]，而大鼠模型通常會(huì)表現(xiàn)為黑質(zhì)紋狀體區(qū)域神經(jīng)元壞死、缺失，并伴有運(yùn)動(dòng)功能障礙的臨床癥狀[54]。

3 轉(zhuǎn)基因與神經(jīng)毒素聯(lián)用模型

最新研究發(fā)現(xiàn)，上述轉(zhuǎn)基因動(dòng)物更容易受到神經(jīng)毒素的作用，使造模效果更為顯著。 例如，將MTPT 作用于DJ-1 缺失小鼠后，其神經(jīng)元壞死、缺失更為顯著，并且該模型或可為Dual-hit 假說提供新的證據(jù)[55]。 將魚藤酮長期作用于α-突觸核蛋白轉(zhuǎn)基因小鼠可觀察到PD 經(jīng)典三聯(lián)征，即進(jìn)行性運(yùn)動(dòng)障礙、黑質(zhì)紋狀體變性與α-突觸核蛋白過表達(dá)。在α-突觸核蛋白基因敲除PD 嚙齒動(dòng)物模型中注射6-OHDA 后，表現(xiàn)出黑質(zhì)紋狀體內(nèi)大量多巴胺能神經(jīng)元持續(xù)缺失與漸進(jìn)性損傷，但不誘導(dǎo)α-突觸核蛋白過表達(dá)，可研究神經(jīng)性物質(zhì)與PD 相關(guān)基因之間的相互作用關(guān)系[56]。 在雙側(cè)黑質(zhì)紋狀體內(nèi)過表達(dá)α-突觸核蛋白的小鼠體內(nèi)給予亞急性MPTP 后，可觀察到黑質(zhì)紋狀體對MPTP 的敏感性顯著增加。因此，通過聯(lián)用模型，使得研究PD 相關(guān)基因與神經(jīng)毒素間的相互作用成為可能[57]。 不僅如此，聯(lián)用模型還可以使我們更加全面地了解PD 疾病所導(dǎo)致線粒體的具體損傷過程，展示PD 相關(guān)基因與機(jī)體的相互作用，了解外界環(huán)境是如何誘發(fā)PD 疾病。 因此，轉(zhuǎn)基因與神經(jīng)毒素聯(lián)用模型在研究PD 疾病作用機(jī)制中具有重要作用。

4 動(dòng)物類型

PD 動(dòng)物模型使用動(dòng)物種類廣泛、多樣。 按其具體分類，可大致分為四類，包括嚙齒類、靈長類、其他哺乳動(dòng)物(小型豬、狗、貓)和其他動(dòng)物(秀麗隱桿線蟲(C. elegans)、果蠅、斑馬魚)。 嚙齒類動(dòng)物在神經(jīng)毒素模型中使用最為廣泛，是經(jīng)典的造模動(dòng)物種類。 其優(yōu)點(diǎn)主要為：(1)大小適中，其解剖結(jié)構(gòu)與臨床癥狀與PD 病人最為相似。 (2)飼養(yǎng)條件簡單，成本較低[58]。 (3)操作最為簡單，倫理問題較少。 而轉(zhuǎn)基因動(dòng)物最常使用其他動(dòng)物，包括秀麗隱桿線蟲、果蠅等生物。 其主要原因是由于這類動(dòng)物結(jié)構(gòu)簡單，基因組信息較易獲得，且生命周期較短。靈長類動(dòng)物在PD 研究中使用較早，其優(yōu)缺點(diǎn)分明，且該類動(dòng)物在每次實(shí)驗(yàn)中使用數(shù)量較少。 其優(yōu)點(diǎn)主要是該類動(dòng)物與人類進(jìn)化親緣性最高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為接近，但缺點(diǎn)是飼養(yǎng)、操作復(fù)雜，成本較高，且使用數(shù)量局限，涉及倫理問題較多。

5 總結(jié)

在PD 眾多動(dòng)物模型中，神經(jīng)毒性模型使用最多，范圍最廣。 其優(yōu)勢主要在于其操作簡單，成本較低，結(jié)果重復(fù)性較好。 其他兩類模型使用范圍相對較小，但縱觀現(xiàn)有研究可以發(fā)現(xiàn)，這兩類PD 動(dòng)物模型的使用呈增加趨勢。 這3 類動(dòng)物模型具有各自鮮明的特點(diǎn)，其均從不同的角度解釋了PD 的發(fā)生機(jī)制，如何根據(jù)研究內(nèi)容去選擇具體種類的PD 動(dòng)物模型就顯得尤為重要。 同時(shí)，雖然這些PD 動(dòng)物模型從不同角度、不同作用機(jī)制模擬PD 的發(fā)生，但不可否認(rèn)的是，PD 患者所表現(xiàn)出的病變與癥狀與動(dòng)物模型所反映的仍存在現(xiàn)實(shí)差異，因此，我們應(yīng)該著眼于具體研究所使用的PD 動(dòng)物模型的有效性與結(jié)果的可重復(fù)性。 與此同時(shí)，如何通過新興研究技術(shù)，使PD 動(dòng)物模型最大程度貼合PD 患者的臨床癥狀就是我們研究的主要目標(biāo)。 這里我們具體展示了不同種類的PD 動(dòng)物模型的各自特點(diǎn)并羅列了其與PD 患者所存在的具體差異(詳見表1)。 最新研究技術(shù)諸如CRISPER/CAS9 與光遺傳推動(dòng)了PD的研究進(jìn)展[59-60]，但是，這些新模型的有效性還需要在后續(xù)研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。

當(dāng)然，除了本文中所討論的PD 動(dòng)物模型外，在相關(guān)研究中還存在其他一些PD 動(dòng)物模型。 例如突觸核蛋白沉積模型。 其具體做法為：將含有病變突觸核蛋白的腦勻漿注射到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)，制造PD動(dòng)物模型。 雖然通過類似操作獲得的PD 動(dòng)物模型還未得到研究者們的普遍認(rèn)同，但這些動(dòng)物模型在研究PD 中確實(shí)發(fā)揮了重要作用。 因此，這再一次體現(xiàn)了確認(rèn)PD 動(dòng)物模型有效性與可重復(fù)性的重要性。

表1 不同類型PD 動(dòng)物模型的特征分析及與PD 患者的差異比較Table 1 Summary and difference of the main models of PD