1、掌握内容掌握内容1.概念：帕金森病；基因修饰细胞2.帕金森病的病理表现及发病的病理学基础3.基底神经节环路的调节方式4.帕金森病的发病机制一、定义一、定义 帕金森病（Pakinsons Disease,PD）又名震颤麻痹（paralysis agitans），由Parkinson（1817）首先描述，是一种进展缓慢，原发于黑质-纹状体通路的锥体外系变性疾病。临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态异常为主要特征。临床表现临床表现 肢体震颤 肌强直 运动迟缓 姿势平衡反射消失 其他症状Monograph by James Parkinson1817流行病学流行病学 PD在60岁以上人群中患
2、病率为1000/10万，并随年龄增长而增高，两性分布差异不大 是一种常见的中老年人神经系统变性疾病病理病理 主要病理改变是含色素的黑质致密部DA能神经元变性、缺失 出现症状时DA能神经元常丢失50%以上，症状明显时神经元丢失严重，残留者变性，黑色素减少 以黑质、纹状体减少为主，皮层和下丘脑并不减少病理改变病理改变PROGRESSIVE LOSS OF STRIATAL-CIT UPTAKEBaseline22 months34 months46 monthsPET显示PD脑内DAT功能显著降低病理病理胞浆内出现特征性嗜酸性包涵体-Lewy小体，a-突触核蛋白是Lewy小体中重要成分类似改变也见
3、于蓝斑、中缝核、迷走神经背核等，程度较轻 病理特点病理特点 总之，典型病理特点是：进行性黑质含色素多巴胺神经元大量丧失(50%70%)路易(Lewy)小体有a-突触核蛋白沉积病理改变病理改变a.黑质萎缩b.与正常对照比较 Parkinson病a.黑质致密部Lewy体，H&E b.改良Bielschowsky银染技术生化病理生化病理 脑内存在多条DA递质通路，最重要为黑质-纹状体通路 左旋酪氨酸 TH L-DOPA DDC DA 该通路DA神经元在黑质致密部，正常时自血流摄入左旋酪氨酸，经细胞内酪氨酸羟化酶(TH)转化为左旋多巴(L-DOPA)再经过多巴脱羧酶(DDC)转化为DA DA通过黑质-
4、纹状体束作用于壳核和尾状核细胞Levodopa Mechanism 黑质-纹状体多巴胺系统功能紊乱，多巴胺含量显著减少(80%99%)该生化异常与临床症状严重程度成正比 PD发病的病理学基础：黑质-纹状体多巴胺能神经环路生化病理生化病理-基底节的神经生化解剖简基底节的神经生化解剖简图图DA神经元对纹状体GABA源性递质释放起抑制作用ACh神经元对纹状体GABA源性递质释放起兴奋作用生化病理生化病理-帕金森病基底节神经生化病理学帕金森病基底节神经生化病理学DA神经元变性(黑圈及虚线)破坏纹状体GABA神经元的多巴胺抑制与ACh兴奋的平衡净效应是增加纹状体GABA释放 帕金森病帕金森病生化病理生化
5、病理病因及发病机制病因及发病机制 本病病因迄今未明-原发性PD(idiopathic Parkinsons disease)。发病确切机制还不完全清楚，20世纪80年代以后，对PD发病机制的研究有两个突破性发展：其一基底核神经回路的平衡失调成为PD发病的病理基础；其二DA氧化应激学说成为黑质部位DA神经元退化的理论基础。一、基底神经节环路与帕金森病一、基底神经节环路与帕金森病锥体外系的运动调节中心区：基底神经节锥体外系的运动调节中心区：基底神经节运动调节的关键递质：多巴胺运动调节的关键递质：多巴胺基底神经节（基底神经节（basal ganglia）包括：纹状体）包括：纹状体（striaturn
6、,corpus striaturn）、黑质）、黑质（substantia nigra,SN）、丘脑底核和杏仁）、丘脑底核和杏仁核。核。基底神经节的主要功能：控制肢体肌张力，全身运动协调，维持姿势调节反射和下运动神经元的反射控制 基底神经节损害：肌张力不全运动增多综合征或肌张力增高运动减少综合征基底核调节运动的神经回路基底核调节运动的神经回路（一）直接通路（一）直接通路 皮层谷氨酸能神经元皮层谷氨酸能神经元 纹状体纹状体GABA神经元神经元释放释放GABA递质递质 苍白球苍白球GABA神经元神经元 丘丘脑对谷氨酸神经元抑制作用脑对谷氨酸神经元抑制作用 谷氨酸释放增加谷氨酸释放增加 皮层运动神经元
7、活性增加。皮层运动神经元活性增加。（二）间接通路（二）间接通路 皮层谷氨酸能神经元皮层谷氨酸能神经元 纹状体纹状体GABA神经元释放神经元释放 GABA递质递质 苍白球苍白球GABA神经元神经元 丘脑底丘脑底核的核的谷氨酸能神经元纤维投射到苍白球的神经兴奋谷氨酸能神经元纤维投射到苍白球的神经兴奋性性 苍白球的苍白球的GABA神经元释放增加神经元释放增加 丘脑谷丘脑谷氨酸能神经元兴奋性降低氨酸能神经元兴奋性降低 皮层运动皮层运动兴奋兴奋抑制抑制减弱减弱兴奋兴奋抑制抑制抑制抑制（三）黑质（三）黑质-纹状体多巴胺通路纹状体多巴胺通路 直接环路：直接环路：D1受体介导的，受体介导的，GABA/肽类神经
8、肽类神经 递质递质(SP)/强啡肽强啡肽(DYN)参与的调参与的调 节环路，起兴奋调节效应节环路，起兴奋调节效应。间接环路：间接环路：D2受体介导的，受体介导的，GABA/脑啡肽脑啡肽 (ENK)/神经营养素神经营养素(NT)参与的调参与的调 节环路，起去抑制调节效应。节环路，起去抑制调节效应。二者易化运动效果，相互协调作用，平二者易化运动效果，相互协调作用，平衡锥体外系运动功能。衡锥体外系运动功能。TDopamine:InhibitoryAch:ExcitatoryGABA:InhibitoryDA neuron generated 三、三、PD的发病机制的发病机制 （一）环境因素与（一）环
9、境因素与PD发病发病 参与参与PD发病的物质：发病的物质：（1）N-甲基氨基甲基氨基-L-丙氨酸（丙氨酸（L-BMMA）（2）长期接触铜、锰、铁、铅或长期暴露长期接触铜、锰、铁、铅或长期暴露 于杀虫剂于杀虫剂（3）N-甲基甲基1,2,3,6四氢吡啶四氢吡啶（N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tet-rahydro-pyridine，MPTP）（二）多巴胺（二）多巴胺(DA)的氧化应激学说与的氧化应激学说与 PD发病发病 脑内生成的自由基可以攻击脑内的多巴脑内生成的自由基可以攻击脑内的多巴胺神经元，使之产生神经细胞的退化性病理胺神经元，使之产生神经细胞的退化性病理变化。变化。氧
10、化应激损伤氧化应激损伤是黑质多巴胺神经元死亡是黑质多巴胺神经元死亡的主要原因，导致氧化应激损伤增高的可能的主要原因，导致氧化应激损伤增高的可能原因：原因：外源性毒物的侵入；外源性毒物的侵入；DA的氧化的氧化应激代谢；应激代谢；神经黑色素的存在；神经黑色素的存在；清除自清除自由基的能力不全。由基的能力不全。1、DA的氧化应激代谢的氧化应激代谢 在在DA的代谢过程中，的代谢过程中，77%DA被星形神经胶被星形神经胶质细胞内的单氨氧化酶质细胞内的单氨氧化酶B(MAO-B)所氧化，所氧化，23%DA被神经元内被神经元内MAO-A氧化代谢。在氧化代谢。在O2存在存在的情况下，此的情况下，此MAO-A催化
11、催化DA代谢为代谢为34-双羟苯双羟苯乙酸（乙酸（DOPAC）的同时生成过氧化氢（）的同时生成过氧化氢（H2O2），），DOPAC在单胺氧化酶甲基转移酶的作用下代谢生在单胺氧化酶甲基转移酶的作用下代谢生成高香草酸（成高香草酸（HVA）。）。在生理的条件下，在生理的条件下，DA的酶促反应代谢较快。的酶促反应代谢较快。但在氧化应激的条件下，神经细胞内的但在氧化应激的条件下，神经细胞内的DA可通过可通过非酶促反应来进行代谢，在铁离子的参与下，反非酶促反应来进行代谢，在铁离子的参与下，反应加快，被氧化生成醌类衍化物，并进一步形成应加快，被氧化生成醌类衍化物，并进一步形成黑色素。黑色素。多巴胺在神经元中
12、的酶代谢及其代谢产物多巴胺在神经元中的酶代谢及其代谢产物 在在DA代谢过程中，产生超氧阴离子代谢过程中，产生超氧阴离子（O2-）和）和H2O2；此外，多巴胺又可以此外，多巴胺又可以被 代 谢 形 成被 代 谢 形 成 6-羟 基 多 巴（羟 基 多 巴（6-hydroxyldopamine,6-OHDA），后者，后者又可以作为单胺类神经递质的化学切割又可以作为单胺类神经递质的化学切割剂进一步损伤多巴胺神经元。剂进一步损伤多巴胺神经元。该途经生成的该途经生成的H2O2通过通过Fenton反映，反映，形成羟基和羟自由基。形成羟基和羟自由基。H2O2+Fe3+OH-+OH 2、铁离子参与铁离子参与D
13、A的氧化应激的氧化应激 脑内的铁离子（脑内的铁离子（Fe2+和和Fe3+）主要分布在黑）主要分布在黑质、纹状体和苍白球，尤其是在质、纹状体和苍白球，尤其是在黑质黑质。在。在PD病人病人的脑内发现铁离子的含量明显升高，并呈现以下的脑内发现铁离子的含量明显升高，并呈现以下三方面的特点：三方面的特点：在黑质的铁离子浓度异常升高，但其它脑区并在黑质的铁离子浓度异常升高，但其它脑区并 不升高；不升高；铁离子含量升高，但铁蛋白的含量不变；铁离子含量升高，但铁蛋白的含量不变；Fe3+含量升高，但含量升高，但Fe2+的含量不变。的含量不变。这些特点提示黑质铁离子的升高可能与这些特点提示黑质铁离子的升高可能与P
14、D的的发病过程有关。发病过程有关。DA神经毒的氧化应激机制示意图神经毒的氧化应激机制示意图（三）遗传易感性（三）遗传易感性 参与参与PD发病的遗传调节因子：发病的遗传调节因子：1、-神经突触核蛋白神经突触核蛋白(-synuclein,-SN)：除分布在神经突触末梢外，在神经细胞核内也除分布在神经突触末梢外，在神经细胞核内也有分布，因此称为神经突触核蛋白，可分为有分布，因此称为神经突触核蛋白，可分为、和和三种三种。有几个有几个PD家系的患者家系的患者-SN有突变位点，主要有突变位点，主要位于染色体臂的位于染色体臂的4q21-q23，呈染色体显性遗传。，呈染色体显性遗传。-SN致蛋白空间结构改变，
15、致蛋白空间结构改变，可引起可引起DA神经元神经元选择性毁损，且需要达到一定量才会发生作用。选择性毁损，且需要达到一定量才会发生作用。在在MPTP制备的制备的PD模型上观察到，黒质神经元模型上观察到，黒质神经元 上上-SN表达呈时间依赖性上调，并与表达呈时间依赖性上调，并与DA神神 经元退变平行。经元退变平行。2、Parkin：parkin基因突变与早发性基因突变与早发性PD有有关。关。Parkin主要位于主要位于神经元胞浆和突触中神经元胞浆和突触中，与，与突触传递有关，功能与突触传递有关，功能与泛素样蛋白裂解有关泛素样蛋白裂解有关，参与泛素蛋白酶体复合物降解异常蛋白的功参与泛素蛋白酶体复合物降
16、解异常蛋白的功能，若此复合物的功能减退，则导致异常蛋白能，若此复合物的功能减退，则导致异常蛋白选择性聚集在黒质多巴胺神经元，妨碍多巴胺选择性聚集在黒质多巴胺神经元，妨碍多巴胺递质释放和运输，产生递质释放和运输，产生PD样症状，同时产生细样症状，同时产生细胞毒性，导致细胞死亡。胞毒性，导致细胞死亡。（四）线粒体功能缺陷（四）线粒体功能缺陷 MPTP 1-甲基甲基-4-苯基吡啶离子苯基吡啶离子(MPP+)动物（特别是灵长类动物）动物（特别是灵长类动物）产生类似产生类似PD的病理及临床特点的病理及临床特点 机制：机制：阻断线粒体呼吸链复合物阻断线粒体呼吸链复合物I I （五）（五）兴奋性氨基酸的毒性
17、作用兴奋性氨基酸的毒性作用 兴奋性氨基酸兴奋性氨基酸L-谷氨酸与谷氨酸与PD的发病有的发病有关关，主要通过，主要通过N-甲基甲基-D天冬氨酸天冬氨酸(NMDA)起作用。起作用。MAO-B诱发诱发 主要机制：主要机制：老龄动物神经突触线粒体内膜上的谷氨酸载体的转运活老龄动物神经突触线粒体内膜上的谷氨酸载体的转运活性明显性明显 谷氨酸和天冬氨酸的线粒体的内外交换发生谷氨酸和天冬氨酸的线粒体的内外交换发生障碍障碍 谷氨酸在细胞内大量堆积，同时神经细胞间隙谷氨酸在细胞内大量堆积，同时神经细胞间隙的谷氨酸不能及时地被再摄取，引起的谷氨酸不能及时地被再摄取，引起NMDA型谷氨酸型谷氨酸受体持久性激活受体持
18、久性激活（1）改变改变Ca2+、Na+、Cl-等离子的通透性等离子的通透性，破坏细破坏细 胞的生理稳态平衡，使细胞肿胀、变性和坏死胞的生理稳态平衡，使细胞肿胀、变性和坏死；（2）诱发线粒体内自由基的生成诱发线粒体内自由基的生成；（3）引起线粒体肿胀和功能异常引起线粒体肿胀和功能异常。黑质变性黑质变性 PD（六）其他（六）其他 1、炎症反应参与炎症反应参与PD发病过程发病过程 PD病人和长期暴露于病人和长期暴露于MPTP的黑质和纹的黑质和纹状体有胶质增生和反应性小胶质细胞；在状体有胶质增生和反应性小胶质细胞；在PD的的黑黑质中已经观察到有胶质细胞表达的白介素、干扰质中已经观察到有胶质细胞表达的白
19、介素、干扰素、肿瘤坏死因子素、肿瘤坏死因子等等炎症反应介质。炎症反应介质。2、细胞凋亡与细胞凋亡与PD发病发病 细胞凋亡参与神经细胞的发育和老化的生理细胞凋亡参与神经细胞的发育和老化的生理和病理过程，尚无明确的证据说明凋亡是否参与和病理过程，尚无明确的证据说明凋亡是否参与PD的发病，有些现象提示凋亡可能参与的发病，有些现象提示凋亡可能参与PD的发的发 病。病。主要临床表现主要临床表现主要症状 静止性震颤 肌强直 运动迟缓 姿势步态异常 初发症状：震颤最多(60%70%)，步行障碍(12%)、肌强直(10%)、运动迟缓(10%)帕金森震颤 多数患者以震颤为首发症状。一侧上肢远端(手指)开始，逐渐
20、扩展到同侧下肢及对侧肢体，下颌、唇、舌及头部最后受累。静止性震颤，46次/秒。拇指与食指“搓丸样”(pill-rolling)动作，安静时出现。多为不对称性。情绪激动或精神紧张时加剧，睡眠中可完全消失。肌强直 初期患者感到患肢运动不灵活，有僵硬或紧张的感觉，出现动作困难。对侧肢体的自主运动可诱导出肌张力的增高。“铅管样强直”、“齿轮样强直”。运动迟缓运动迟缓 因肌张力增高、姿势反射障碍，使起床、翻身、步行、变换方向等运动迟缓 病人有运动启动困难和动作执行困难，是病病人有运动启动困难和动作执行困难，是病人最常见和较特殊的表现。人最常见和较特殊的表现。早期以肢体远端受累早期以肢体远端受累 对左旋多
21、巴治疗反应好对左旋多巴治疗反应好 一般性表现：一般性表现：动作启动困难动作启动困难 自主动作变慢、幅自主动作变慢、幅度变小度变小 重复动作易疲劳重复动作易疲劳 做序列性动作困难做序列性动作困难 不能同时做多个动不能同时做多个动作作 僵住僵住特殊表现：特殊表现：解系鞋带、扣纽扣解系鞋带、扣纽扣难难“小写症小写症”“面具脸面具脸”手摆动减少手摆动减少流涎流涎言语减少，语音低言语减少，语音低沉、单调。沉、单调。运动迟缓运动迟缓(bradykinesia)表情肌活动少，双眼凝视，瞬目减少，呈面具脸(masked face)，流涎手指精细动作(扣纽、系鞋带等)困难；做序列性动作困难，不能同时做多个动作随
22、意动作减少，始动困难小写症(micrographia)姿势步态异常姿势步态异常 站-屈曲体姿 行-步态异常 转弯-平衡障碍 早期下肢拖曳；之后小步态、启动困难、行走时上肢摆动消失屈曲体姿 诊断标准诊断标准 1.1.静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势性反静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势性反射障碍；四个症状和体征中的二个。射障碍；四个症状和体征中的二个。2.2.排除帕金森综合征排除帕金森综合征 没有可以引起继发性帕金森病的病因：没有可以引起继发性帕金森病的病因：如脑外伤、脑血管疾病、病毒感染、金属中毒、如脑外伤、脑血管疾病、病毒感染、金属中毒、一氧化碳中毒等。一氧化碳中毒等。3.3.必要时可结合
23、左旋多巴实验或阿朴吗啡实验。必要时可结合左旋多巴实验或阿朴吗啡实验。修订的帕金森病诊断标准：修订的帕金森病诊断标准：有下列表现三项以上的可以诊断：有下列表现三项以上的可以诊断：1.起病：一个或多个肢体的运动缓慢、静止起病：一个或多个肢体的运动缓慢、静止性性 震颤。震颤。2.明显的单侧分布起病形式。明显的单侧分布起病形式。3.铅管样或齿轮样强直，伴有面部、躯干或铅管样或齿轮样强直，伴有面部、躯干或肢体的运动减少，姿势反射异常等。肢体的运动减少，姿势反射异常等。4.L-DOPA治疗两个月内反应良好（改善治疗两个月内反应良好（改善25%25%以上）。以上）。左旋多巴可以改善临床症状，降低死亡率，是左
24、旋多巴可以改善临床症状，降低死亡率，是治疗治疗PD的金标准的金标准 （二）（二）PD的治疗的治疗 1、药物治疗药物治疗 药物治疗是目前最常用的方法药物治疗是目前最常用的方法，主要针对，主要针对增增加多巴胺递质而改善症状加多巴胺递质而改善症状：（1）左旋多巴：是数十年来最主要的治疗药物左旋多巴：是数十年来最主要的治疗药物；（2）单胺氧化酶单胺氧化酶B（monoamine oxidase B,MAO-B）：抑制多巴胺的代谢；）：抑制多巴胺的代谢；（3 3）多巴胺受体激动药：激活纹状体神经元上的）多巴胺受体激动药：激活纹状体神经元上的 D1和和D2多巴胺受体，增加多巴胺含量多巴胺受体，增加多巴胺含量
25、 ；（4 4）乙酰胆碱抑制药。）乙酰胆碱抑制药。2、其他正在进行临床试验的新疗法、其他正在进行临床试验的新疗法（1）多巴胺能组织移植多巴胺能组织移植（2）多巴胺和去甲肾上腺素的微球体注入纹多巴胺和去甲肾上腺素的微球体注入纹 状体内，能可控地释放多巴胺状体内，能可控地释放多巴胺；（3）神经营养因子（神经营养因子（neurotrophic factors,NTFs）的治疗）的治疗 A:胶质源性神经营养因子（胶质源性神经营养因子（GDNF）B:B:脑源性神经营养因子（脑源性神经营养因子（BDNF）GDNF和和BDNF能提高多巴胺能神经元能提高多巴胺能神经元的生存能力，减少的生存能力，减少MPTP和和
26、6-羟多巴对黑质羟多巴对黑质纹状体系统的损害，改善纹状体系统的损害，改善6-羟多巴所致的旋羟多巴所致的旋转症状。转症状。C:碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)能提高多巴胺合成酶能提高多巴胺合成酶-酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶(TH)免疫活性细胞的数目及活性。免疫活性细胞的数目及活性。将神经营养因子注入到黑质、纹状体或将神经营养因子注入到黑质、纹状体或脑室内可以挽救脑室内可以挽救PD患者的多巴胺能神经元，患者的多巴胺能神经元，减轻黑质纹状体系统损害产生的震颤麻痹症减轻黑质纹状体系统损害产生的震颤麻痹症状。状。3、基因治疗、基因治疗 PD的基因治疗策略：的基因治疗策略：（1 1）
27、导入编码多巴胺合成酶的基因以增加多巴）导入编码多巴胺合成酶的基因以增加多巴 胺局部含量；胺局部含量；（2 2）将神经营养因子基因引入到黑质和纹状体）将神经营养因子基因引入到黑质和纹状体 以阻止或减缓多巴胺能神经元的退变，甚以阻止或减缓多巴胺能神经元的退变，甚 至促进损伤神经元的恢复。至促进损伤神经元的恢复。基因导入的方式基因导入的方式 ：（1 1）直接体内）直接体内(in vivo)(in vivo)导入导入:载体载体（2 2）间接体内）间接体内(ex vivo)(ex vivo)导入导入:细胞细胞 3.1 基因转移的载体，用于直接体内的表基因转移的载体，用于直接体内的表达载体达载体载体优点缺
28、点腺病毒载体（Ad）高滴度，外源基因容量大，不依赖细胞分裂而自然感染细胞细胞毒性大腺相关病毒载体(AAV)细胞毒性小，能有效感染神经元外源基因容量小HSV-1低细胞毒性和免疫源性，外源基因容量大有潜在致病性，用途受限 3.2 用于间接体内的基因修饰细胞用于间接体内的基因修饰细胞 基因修饰细胞：基因修饰细胞：将外源基因克隆到一个合适将外源基因克隆到一个合适的载体并导入体外培养的自体或异体靶细胞的载体并导入体外培养的自体或异体靶细胞内，这种细胞即是基因修饰细胞。内，这种细胞即是基因修饰细胞。表达载体：表达载体：真核表达质粒和反转录病毒真核表达质粒和反转录病毒 靶细胞：靶细胞：神经元前体细胞、原代神
29、经元、神神经元前体细胞、原代神经元、神经胶质细胞、成纤维细胞和成肌细胞等。经胶质细胞、成纤维细胞和成肌细胞等。3.3 神经递质替代的基因治疗神经递质替代的基因治疗 将 编 码 合 成 多 巴 胺 的 酪 氨 酸 羟 化 酶将 编 码 合 成 多 巴 胺 的 酪 氨 酸 羟 化 酶(tyroxine hydroxylase，TH)和其他与多巴和其他与多巴胺合成相关的酶基因引入纹状体，是目前基因胺合成相关的酶基因引入纹状体，是目前基因治疗治疗PD的主要策略的主要策略。直接体内酶替代基因治疗直接体内酶替代基因治疗 A:将携带将携带TH基因的基因的HSV-1扩增子载体或扩增子载体或AAV载体注射到脑内
30、，促进多巴胺合成；载体注射到脑内，促进多巴胺合成；B:AAV同时介导同时介导TH和和GTPCH-I/ADCC基因进基因进 入纹状体内，增加多巴胺含量入纹状体内，增加多巴胺含量；C:编码编码D2受体的腺病毒载体进入大鼠纹状体，受体的腺病毒载体进入大鼠纹状体，增加增加D2受体的表达。受体的表达。间接体内酶替代基因治疗间接体内酶替代基因治疗 间接体内方法通常先用磷酸钙转染或病间接体内方法通常先用磷酸钙转染或病毒感染的方法对靶细胞进行基因修饰，再将毒感染的方法对靶细胞进行基因修饰，再将携带目的基因的细胞植人脑内以达到治疗目携带目的基因的细胞植人脑内以达到治疗目的。的。移植基因修饰细胞的治疗效果明显，但
31、移植基因修饰细胞的治疗效果明显，但转移基因细胞的表达呈进行性下降，因此，转移基因细胞的表达呈进行性下降，因此，长期表达是需要解决的问题。长期表达是需要解决的问题。3.4 神经营养因子的基因治疗神经营养因子的基因治疗 神经营养因子的在神经营养因子的在PD中的作用：中的作用：A:能维持多巴胺能神经元的存活；能维持多巴胺能神经元的存活；B:促进突起生长；促进突起生长；C:增强多巴胺神经元对多巴胺的摄取能力；增强多巴胺神经元对多巴胺的摄取能力；D:减轻或防止多巴胺能神经元的损伤，减轻减轻或防止多巴胺能神经元的损伤，减轻 PD症状。症状。直接体内神经营养因子基因治疗直接体内神经营养因子基因治疗 载体：载
32、体：Ad、AAV、HSV-1和慢病毒等病毒载体和慢病毒等病毒载体 神经营养因子：最主要的是神经营养因子：最主要的是GDNF GDNF作用：防止多巴胺神经元的破坏，对黑质多作用：防止多巴胺神经元的破坏，对黑质多巴胺能系统产生保护和修复作用，减轻巴胺能系统产生保护和修复作用，减轻PD症状。症状。间接体内神经营养因子基因治疗间接体内神经营养因子基因治疗 GDNF,BDNF,bFGF 成纤维细胞、成纤维细胞、成肌细胞、星型胶质细胞成肌细胞、星型胶质细胞 基因修饰细胞基因修饰细胞 黑质或纹状体黑质或纹状体 分泌神经营养因子分泌神经营养因子 减轻减轻PD症症状状 反转录病毒载体 五、用于五、用于PD研究的
33、动物模型研究的动物模型（一）帕金森病动物模型的发展：（一）帕金森病动物模型的发展：19世纪世纪50年代，年代，Carlson，腹腔内注射利血平，腹腔内注射利血平后，表现出了类似人类帕金森病的症状。但是后，表现出了类似人类帕金森病的症状。但是该模型不同个体间差别较大，而且其病理改变该模型不同个体间差别较大，而且其病理改变与人类与人类PD大不相同。大不相同。1968，6-OHDA 80年代初期，年代初期，MPTP 2.6-OHDA制模的方法：制模的方法：完全损伤模型完全损伤模型：用成年健康用成年健康SD大鼠或大鼠或Wistar大鼠麻醉后，固定于立体定位仪，大鼠麻醉后，固定于立体定位仪，将将6-OH
34、DA定向注射于大鼠的内侧前脑束定向注射于大鼠的内侧前脑束（Medial Forebrain Bundle,MFB）或黑）或黑质。质。模型成功标准：模型成功标准：模型制备成功后，外周注模型制备成功后，外周注射射DA能受体直接激动剂（如阿普吗啡、左能受体直接激动剂（如阿普吗啡、左旋多巴等）能诱发动物向健侧旋转，促旋多巴等）能诱发动物向健侧旋转，促DA释放剂如苯丙胺等能诱发动物向损伤侧旋释放剂如苯丙胺等能诱发动物向损伤侧旋转。转。部分损伤模型部分损伤模型：A:小剂量小剂量6-OHDA黑质内注射；黑质内注射；B:黑质致密部（黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SN
35、pc）周围注射，）周围注射，外侧单点注射和内外侧两点注射；外侧单点注射和内外侧两点注射；C:纹状体内注射。纹状体内注射。3.6-OHDA模型的行为测定与评定：模型的行为测定与评定：大鼠大鼠PD模型制备成功的标准：模型制备成功的标准：注入诱导剂后，注入诱导剂后，通过旋转测量仪计算通过旋转测量仪计算30分钟内大鼠旋转的总次分钟内大鼠旋转的总次数，若超过平均数，若超过平均7转转/分钟，连续分钟，连续4周诱发旋转周诱发旋转次数稳定，表示损毁稳定，可认为模型制备成次数稳定，表示损毁稳定，可认为模型制备成功。功。完全损伤模型完全损伤模型：可模拟晚期帕金森病病人的特可模拟晚期帕金森病病人的特征，主要用于黑质
36、细胞移植，征，主要用于黑质细胞移植，TH基因及胶质源基因及胶质源性神经营养因子移植等研究。性神经营养因子移植等研究。6-OHDA单侧损毁模型单侧损毁模型：用于用于PD的发病机制的发病机制及药物疗效判定、细胞移植治疗、基因治疗和及药物疗效判定、细胞移植治疗、基因治疗和神经保护治疗等方面的研究。神经保护治疗等方面的研究。（三）利用（三）利用MPTP制作的帕金森病动物模型制作的帕金森病动物模型 1.MPTP制模的方法制模的方法.非人灵长类动物双侧非人灵长类动物双侧PD模型；模型；.非人灵长类动物偏侧非人灵长类动物偏侧PD模型；模型；.小鼠小鼠PD模型；模型；.猫的猫的PD模型。模型。2.MPTP的制
37、模机制：的制模机制：MPTP 主要通过主要通过MPP+发挥作用发挥作用（1）抑制线粒体的呼吸功能；抑制线粒体的呼吸功能；（2 2）产生氧自由基和改变）产生氧自由基和改变Ca2+流；流；使黑质神经元细胞减少。使黑质神经元细胞减少。（3 3）低浓度的）低浓度的MPP+能诱发黑质细胞发生凋能诱发黑质细胞发生凋 亡，而高浓度的亡，而高浓度的MPP+则导致细胞死亡。则导致细胞死亡。3.MPTP模型的行为测定与评价：模型的行为测定与评价：.非人灵长类双侧非人灵长类双侧PD动物模型：动物模型：较少用较少用.非人灵长类偏侧非人灵长类偏侧PD动物模型：是目前建立动物模型：是目前建立 机制、诊断和治疗等方面的研究
38、。机制、诊断和治疗等方面的研究。.猫猫PD模型：模型：在在PD基础和临床药理研究方基础和临床药理研究方 面具有很好的应用价值。面具有很好的应用价值。.小鼠小鼠MPTP模型：主要用于检测药物毒性机模型：主要用于检测药物毒性机 制等实验，一般不进行行为测定。制等实验，一般不进行行为测定。（四）利用其它药物和方法制作的（四）利用其它药物和方法制作的PD动物模型动物模型：1.遗传学模型：遗传学模型：-神经突触核蛋白基因和神经突触核蛋白基因和 ParkinParkin基因基因PDPD动物模型。动物模型。2.2.免疫损伤模型：免疫损伤模型：将将PDPD患者血清免疫球蛋白患者血清免疫球蛋白 或免疫激活剂脂多
39、糖（或免疫激活剂脂多糖（LPSLPS）立体定向注入）立体定向注入 大鼠一侧黑质区制备大鼠一侧黑质区制备PDPD动物模型。动物模型。3.3.大鼠机械损伤模型：大鼠机械损伤模型：用特制的用特制的ScoutenScouten电线电线 刀行内侧前脑束轴突切断术或中脑半切术。刀行内侧前脑束轴突切断术或中脑半切术。4.其他药物模型：其他药物模型：.除草剂除草剂PD模型：某些除草剂（如百草枯）模型：某些除草剂（如百草枯）结构与结构与MPP+相似，可用来制作相似，可用来制作PD动物模动物模 型。型。.鱼滕酮鱼滕酮PD模型：鱼滕酮可抑制脑组织线模型：鱼滕酮可抑制脑组织线粒体呼吸链复合体粒体呼吸链复合体I的活性；
40、的活性；.拟胆碱药物模型：拟胆碱药物模型：.抗抗DA制剂：制剂：有人发现有人发现PD是由于中脑的黑质神是由于中脑的黑质神经元变性所致，使纹状体系统多巴胺经元变性所致，使纹状体系统多巴胺（DA）含量减少，而乙酰胆碱（）含量减少，而乙酰胆碱（Ach）含量则相对增高，其功能相对亢进，因含量则相对增高，其功能相对亢进，因而产生而产生PD症状。症状。概述3 神经递质：多巴胺、乙酰胆碱、GABA、5羟色胺、去甲肾上腺素、谷氨酸、P物质、内啡肽 乙酰胆碱作用亢进：运动减少、张力增高 多巴胺作用亢进：运动增多、张力不全概述1 基底节：尾状核、壳核、苍白球、丘脑底核、黑质 新纹状体：尾状核、壳核 旧纹状体：苍白
41、球 豆状核：壳核、苍白球多巴胺的合成和代谢 DA DADADOPAC+H2O2.OHMAOpost-synaptic receptorL-DOPATyrosineCOMT3-MTHVA+H2O2MAOquinone+H2O2+.OHhydroquinoneDDC-多巴脱羧酶TH-酪氨酸羟化酶NQO1reuptakepre-synaptic receptorTyrosine左旋多巴左旋多巴VMT司吉宁司吉宁SODReserpineTasmarPargylineDeprenylAmphetamineCocaineGTPBH4临床表现临床表现-一般特一般特点点 症状常自一侧上肢开始-波及同侧下肢-对
42、侧上肢及下肢，呈“N”字型进展(65%70%)25%30%病例自一侧下肢开始，两侧下肢同时开始者极少见生化病理1.tyrosineL-DopaDAHVA2.DA减少，Ach系统功能相对亢进，基底节输出过多，丘脑-皮质反馈活动受到过度抑制，其对皮质运动功能的易化作用消弱3.中脑-边缘系统、中脑-皮质系统的DA含量亦显著减少。4.DA更新率增加，DA受体失神经后超敏5.其他递质或神经肽改变 左旋酪氨酸左旋酪氨酸 酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶 黑色素黑色素 左旋多巴左旋多巴 脱羧酶脱羧酶 黑质纹状体系统黑质纹状体系统 单胺氧化酶单胺氧化酶(神经元内神经元内)壳核、尾核壳核、尾核 多巴胺多巴胺 高香草酸高香草酸 儿茶酚胺邻儿茶酚胺邻 -羟化酶羟化酶 甲基转移酶甲基转移酶(胶质内胶质内)去甲肾上腺素去甲肾上腺素 苦杏仁酸苦杏仁酸帕金森氏病和帕金森综合征的鉴别 帕金森氏病和帕金森综合征不是一个概念，帕金森氏病原发于脑的黑质和黑质纹状体变性，而帕金森综合征继发于感染、中毒和脑血管疾病，患者出现了类似于帕金森病的临床表现以震颤、运动迟缓、肌张力增高、和平衡障碍为临床特征的一组疾病症候群。
