LRRK2 抑制剂：帕金森病治疗新希望 ——VPS35D620N敲入小鼠的研究启示

帕金森病（PD）目前缺乏有效治疗手段。为探究其病理机制，研究人员以 VPS35D620N敲入（VKI）小鼠为模型开展研究。结果发现 VKI 小鼠纹状体神经传递增加，多巴胺功能障碍可被 LRRK2 抑制快速逆转。这为 PD 治疗提供新思路12。

　　帕金森病，一个令无数患者和家属备受折磨的 “健康杀手”，一直以来都严重影响着人们的生活质量。它主要表现为运动障碍，根源在于黑质致密部（SNpc）的多巴胺神经元死亡。在临床症状出现后的约 4 年时间里，黑质纹状体多巴胺轴突标记物几乎完全丧失 ，不过黑质神经元的损失相对没那么严重，仅为 30 - 60%，且之后保持相对稳定。目前，虽然多巴胺替代疗法（如左旋多巴，L - DOPA）能在一定程度上缓解运动症状，但却没有任何一种治疗方法可以真正减缓或阻止帕金森病的病情进展。更糟糕的是，许多在运动功能障碍出现前数年就存在的症状，像快速眼动（REM）睡眠行为障碍、嗅觉丧失、便秘、情绪变化以及认知能力下降等，对 L - DOPA 治疗根本没有反应。此外，除了黑质多巴胺神经元，帕金森病还会导致许多其他神经元群体发生退化，这充分表明多种神经递质系统都与帕金森病的早期症状表现和疾病进展密切相关。

为了深入探究帕金森病的发病机制，来自麦吉尔大学（The Neuro, McGill University）等多个研究机构的研究人员展开了一项重要研究。他们将目光聚焦在 VPS35^D620N敲入（VKI）小鼠身上，这种小鼠表达与临床典型帕金森病相关的 VPS35^D620N变体，可模拟人类帕金森病在老年时的病理变化，非常适合用于早期病理生理机制的研究。

研究人员运用了多种技术方法来开展此项研究。在动物模型构建方面，他们按照既定方法培育并维持 VPS35^D620N敲入小鼠在 C57Bl6/J 野生型背景下。实验动物选用 1 - 6 个月大的雄性杂合子 VKI 和野生型（WT）小鼠 。在检测神经传递变化时，运用了全细胞膜片钳技术记录自发和光遗传诱发的谷氨酸传递；通过 iGluSnFR 成像和 dLight 成像分别测量总纹状体谷氨酸释放和纹状体多巴胺释放。为了探究 LRRK2 激酶抑制的作用，对小鼠进行急性 LRRK2 激酶抑制处理，并通过 Western blot 检测相关蛋白变化 ，同时利用统计分析方法对实验数据进行严谨处理。

研究结果如下：

1. VKI SPNs 的自发活动变化：通过全细胞膜片钳技术对不同月龄 VKI 和 WT 小鼠的 SPNs 进行检测，发现 1 月龄时，两者自发兴奋性突触后电流（sEPSCs）相似；3 月龄起，VKI sEPSCs 开始与 WT 出现差异，幅度增大；到 6 月龄时，VKI sEPSCs 的幅度和频率显著升高，且膜时间常数在 3 月龄时更快，6 月龄时恢复到 WT 水平 。同时，1 月龄 VKI SPNs 的膜 tau 蛋白减少，3 月龄时恢复正常，3 - 6 月龄时膜电容有增加趋势，6 月龄时膜电阻降低 。这表明 VKI SPNs 的被动膜特性随年龄发生变化，自发谷氨酸传递逐渐增强。
2. 皮质纹状体谷氨酸传递的变化：在 3 月龄和 6 月龄时对 VKI 小鼠进行光遗传刺激谷氨酸释放实验。3 月龄时，VKI 小鼠的 AMPA 受体（AMPAR）和 N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体（NMDAR）介导的电流幅度、NMDA:AMPA 电流比值及 AMPAR 整流指数与 WT 小鼠相比均无变化；6 月龄时，VKI 小鼠的 AMPAR 和 NMDAR 电流均显著升高，但 NMDA:AMPA 比值和 AMPAR 整流指数仍无变化 。此外，6 月龄 VKI 小鼠的成对脉冲比率（PPR）显著降低，表明其突触前释放概率增加。由此可见，6 月龄时 VKI 小鼠皮质纹状体谷氨酸传递相对于 WT 小鼠明显增强。
3. 总纹状体谷氨酸释放的变化：利用 iGluSnFR 成像检测发现，3 月龄 VKI 小鼠总纹状体谷氨酸释放显著降低，6 月龄时恢复到与 WT 小鼠相似的水平 。而且，WT 小鼠 iGluSnFR 瞬变幅度存在年龄依赖性降低，而 VKI 小鼠没有这种变化，仅 VKI 小鼠纹状体 iGluSnFR 反应的衰减在 3 - 6 月龄间随年龄显著增加 。这说明 VKI 小鼠总纹状体谷氨酸释放在 3 月龄时减少，6 月龄时相对增加。
4. 纹状体多巴胺释放的变化：通过 dLight 荧光报告基因测量发现，3 月龄 VKI 小鼠纹状体多巴胺释放与 WT 小鼠相比，除了脉冲串刺激后的恢复能力显著降低外，其他指标无明显变化；6 月龄时，VKI 小鼠纹状体 dLight 反应峰值显著增加 ，脉冲串刺激后的恢复能力在不同时间间隔呈现不同变化，短间隔时降低，长间隔时增加 。这表明 6 月龄时 VKI 小鼠纹状体多巴胺释放相对于 WT 小鼠明显增加。
5. 急性 LRRK2 激酶抑制的作用：对 6 月龄 VKI 小鼠进行急性 LRRK2 激酶抑制实验，发现 MLi - 2 处理后，VKI 小鼠纹状体多巴胺释放显著降低，恢复到 WT 水平，且不影响多巴胺转运体（DAT）功能相关参数（如衰减常数、4s 间隔 PPR） 。然而，MLi - 2 处理对 WT 和 VKI 小鼠的谷氨酸能传递均无影响 。这说明急性 LRRK2 激酶抑制可特异性逆转 6 月龄 VKI 小鼠纹状体多巴胺释放增加的现象，且这种作用独立于 DAT 和 D2 受体活性。

综合研究结果与讨论部分，此次研究意义重大。研究人员发现 VKI 小鼠在年轻成年期纹状体谷氨酸和多巴胺传递逐渐增加，其中多巴胺功能障碍很可能是由持续的、可快速逆转的 LRRK2 过度活跃导致的 。这一发现为帕金森病的病理机制提供了新的见解，并且表明 LRRK2 抑制可能是对抗帕金森病突触功能障碍的有效策略，为未来帕金森病的治疗提供了潜在的新方向，有望开发出更有效的治疗方法，改善患者的生活质量。