帕金森病 A53T 小鼠模型中胃肠道功能及肠神经系统的变化研究

为探究帕金森病（PD）相关胃肠道（GI）功能障碍，研究人员以 A53T 小鼠为模型，发现 ENS 病理变化先于运动症状，或可作为早期疾病标记。

　　

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种复杂的神经退行性疾病，除了经典的运动症状，还常伴有多种非运动症状，其中胃肠道功能障碍（Gastrointestinal dysfunction，GI），如便秘和胃排空延迟，不仅普遍存在，还严重影响患者的生活质量。目前，虽然知道 PD 相关的 GI 功能障碍与肠神经系统（Enteric nervous system，ENS）受损以及胃肠道中致病性 α- 突触核蛋白（α-Synuclein，α-Syn）的积累有关，但在 A53T 小鼠模型中，GI 功能障碍、ENS 病理变化和运动症状之间的时间关系仍不明确。

为了深入了解这些问题，来自澳大利亚墨尔本大学和弗洛里神经科学与心理健康研究所的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Acta Neuropathologica Communications》上。

在研究方法上，研究人员首先建立了携带人类 A53T 突变的转基因小鼠繁殖群体，获取野生型（WT）和纯合转基因（A53T）小鼠，并通过 qPCR 确认小鼠的基因型。之后运用了多种实验技术：利用 ledge beam test 评估小鼠的运动协调和平衡能力；通过 faecal pellet output（FPO）和 bead expulsion test 等实验来检测小鼠的胃肠道功能；借助免疫组化（Immunohistochemistry）和钙成像（Calcium imaging）技术，研究肠神经系统中神经元和胶质细胞的变化等。

研究结果如下：

• A53T 小鼠出现进行性中枢缺陷：通过 ledge beam test 发现，A53T 小鼠在 36 周龄时运动协调能力明显下降，穿越横梁的时间显著延长，同时在 32 - 40 周龄时黑质神经元数量减少，这与之前的研究结果一致，表明 36 周龄是该模型中显著运动症状出现的关键时间点。

• A53T 小鼠结肠运动早期改变：FPO 和粪便含水量实验显示，36 周龄时 A53T 小鼠的粪便输出量显著减少，但粪便含水量在各时间点均无变化。bead expulsion test 结果表明，A53T 小鼠从 16 周龄开始结肠运动速度减慢，而 Whole gut transit time（WGTT）实验则显示各基因型在任何时间点都没有差异，这说明在运动症状出现之前，A53T 小鼠的结肠功能已经恶化。

• 回肠和结肠肌间神经丛中抑制性运动神经元随年龄减少：研究人员用泛神经元标记物 HuC/D 和抑制性运动神经元标记物 nNOS 标记神经元，发现 A53T 小鼠在 12 周龄时回肠中 Hu 阳性神经元数量减少，但在之后的时间点未观察到这种减少；在结肠中，A53T 小鼠与 WT 小鼠的肠神经元数量在任何时间点都没有差异。不过，无论基因型如何，回肠和结肠中抑制性运动神经元的比例都随年龄下降。

• A53T 小鼠回肠和结肠中 Hu 阳性肠神经元大小改变：免疫组化分析显示，A53T 小鼠在 36 周龄时回肠中 Hu 阳性神经元的尺寸明显大于 WT 小鼠，在 12 周龄时结肠中也有类似现象。

• A53T 小鼠 Hu 核转位水平增加：研究发现，A53T 小鼠在 12 周龄和 36 周龄时回肠中 Hu 转位水平显著高于 WT 小鼠，在 36 周龄时结肠中也是如此，这表明 A53T 小鼠的神经元存在应激反应。

• 年轻 A53T 小鼠肠神经胶质细胞数量减少：通过评估回肠和结肠中胶质细胞的数量，发现 A53T 小鼠在 12 周龄时，回肠和结肠中 S100β 阳性胶质细胞数量均减少，结肠中 Sox10 阳性胶质细胞数量也减少，这表明肠神经胶质细胞数量的减少可能与 A53T 小鼠早期 GI 功能缺陷有关。

• 年轻 A53T 小鼠 Ca²⁺瞬变增加：利用钙成像技术检测远端结肠肠神经元的细胞内钙信号，发现 12 周龄的 A53T 小鼠对高 K⁺去极化的 Ca²⁺信号峰值比 WT 小鼠高约 10%，但这种增加的反应随着年龄增长而逆转。

• A53T 小鼠回肠和结肠中存在磷酸化 α-Syn：免疫染色结果显示，在 36 周龄时，A53T 小鼠回肠中出现磷酸化 α-Syn，而在 12 周龄和 36 周龄时，其结肠中均存在磷酸化 α-Syn，且早于结肠运动障碍的出现。

研究结论和讨论部分指出，该研究在 A53T 小鼠模型中发现，结肠运动障碍先于运动症状和黑质细胞损失出现，同时伴有神经元应激、钙信号改变和肠神经胶质细胞减少等现象，但没有明显的神经元损失。这些发现对于理解 PD 相关的 GI 功能障碍具有重要意义，提示 ENS 功能障碍可能是 PD 的早期特征，有望利用 GI 生物标志物进行 PD 的早期诊断和干预。不过，该研究也存在一些局限性，如钙成像后缺乏对神经元的事后鉴定、对非结肠区域的补偿机制评估有限、未明确菌株特异性效应和转基因水平变异性对表型表达的影响，以及缺乏人体验证研究等。未来需要进一步开展机制研究和转化研究，以更深入地了解 PD 相关 GI 功能障碍的发病机制，并开发有效的治疗策略。