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目的：
帕金森病(Parkinsons disease，PD)是一种常见的神经退行性疾病，其主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元进行性地变性坏死，导致了纹状体多巴胺的显著下降，从而引起了一系列包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直、姿势步态障碍在内的临床症状。目前，左旋多巴(L-Dopa)是缓解帕金森病症状的金标准药物，但左旋多巴诱导的运动障碍(L-dopa induced dyskinesia，LID)，即异动症的发生限制了其治疗的益处。多巴胺神经元纹状体中的突触前黑质多巴胺能去神经支配和纹状体多巴胺能神经元细胞信号传导中的突触后可塑性变化导致基底神经节的异常发射被认为是异动症发生的主要因素。代谢稳态对纹状体的协调活动至关重要，帕金森病多巴胺的丢失可能会破坏这种稳态。然而，目前的研究仅关注单个脑区或单个代谢物的变化，缺少对整体代谢通路的认知。因此，进一步探究脑区间代谢网络在帕金森病和异动症的发病过程中的作用具有重要意义。在本研究中，采用6-OHDA单侧损伤的帕金森病大鼠模型，探究PD和LID各脑区的代谢通路及其变化规律，进一步探究胶质细胞与神经元间的Glu-Gln-GABA代谢循环及不同脑区间的代谢差异与关联，为PD和LID的治疗提供新思路。
方法：
在本研究中，首先利用基于1H NMR的代谢组学的方法获取了来自6一羟基多巴胺(6-OHDA)诱导的帕金森大鼠、异动症大鼠和年龄匹配的对照大鼠的六个脑区的代谢物谱图；运用主成分分析和层次聚类分析刻画与PD和LID相关的不同脑区的代谢特征，结合代谢物的定量测定，确定了受疾病和脑区影响的独特代谢产物。
1、将SD大鼠随机分成三组：分别为假手术组(Con组)、帕金森造模组(PD组)、异动症造模组(LID组)，异动症组是在帕金森造模成功的基础上获得的。
2、行为学实验：帕金森造模3周后，腹腔内注射阿朴吗啡诱导大鼠向病灶对侧旋转，开始旋转后连续记录30分钟，若平均每分钟旋转大于7转，则认为是帕金森造模成功的大鼠。异动症造模的3周内，对大鼠进行行为学评分，包括前肢功能测评(FFT)和异动症评分(AIMs评分)。
3、异动症造模成功后，18只实验大鼠直接断头处理，取出脑组织，按脑区分装，经液氮速冻后保存在-800℃冰箱中。运用基于1H NMR的代谢组学的方法获取实验大鼠各脑区的代谢物谱图，9只实验大鼠用免疫荧光染色和Q-PCR检测脑中突触可塑性基因一突触素(SYP)的表达情况。
4、应用SPSS25.0软件包对数据进行分析，结果以均数±标准误(mean±SEM)的形式表示，采用独立样本T检验或单因素方差分析进行差异性检验，P＜0.05则认为差异具有统计学意义。
结果：
1、与正常组大鼠相比，PD大鼠的前肢运动能力受损，而LID组大鼠较PD组大鼠明显改善；PD组大鼠与Con组大鼠的AIMs评分无显著性差异，LID组大鼠比Con组大鼠的AIMs评分显著增加(P＜0.05)；随着时间的流逝，LID大鼠的总AIMs得分逐渐升高，而正常组和PD组大鼠的AIMs评分没有明显变化。
2、PD大鼠中的多巴胺耗竭会使能量代谢和神经递质代谢发生明显且持续的代谢紊乱，从而导致不同脑区之间的代谢紊乱。与正常组大鼠相比，PD大鼠不同脑区的疾病敏感性不同，中脑和皮层是代谢模式差异最明显的两个脑区。
3、PD组大鼠较Con组大鼠右侧脑区之间有9种代谢物具有显著差异性变化，包括乳酸，谷氨酰胺，天冬氨酸，甘油一磷酸胆碱，Glu/Gln和甘氨酸的代谢物含量显著升高；GABA，延胡索酸和牛磺酸的代谢物含量明显下降。
4、LID组大鼠同样监测到不同脑区的代谢紊乱，最明显的是中脑和纹状体脑区。较Con组大鼠右侧脑区之间有10种代谢物具有显著差异性变化，包括乳酸，天冬氨酸，甘油一磷酸胆碱，谷氨酰胺，肌醇和AMP的代谢物含量显著升高；磷酸胆碱，GABA，延胡索酸和丙氨酸的代谢物含量明显下降。
5、LID大鼠较PD大鼠部分脑区的神经递质代谢如谷氨酰胺、GABA、Glu/Gln和甘氨酸以及延胡索酸、牛磺酸的水平有所恢复，而乳酸、甘油一磷酸胆碱和部分脑区的天冬氨酸、谷氨酰胺的水平未恢复。
6、神经递质代谢定量分析及SYP结果表明，与正常组大鼠相比，PD和LID大鼠脑内出现Glu-Gln-GABA循环紊乱，同时PD和LID大鼠右侧皮层的突触素表达水平降低。
结论：
本研究通过核磁共振代谢组学的方法详细地刻画了PD和LID大鼠中普遍存在的具有脑区特异性的代谢物紊乱。结合代谢物的定量分析发现，主要代谢改变发生在神经递质代谢紊乱上。我们的结果提示了一种可能的机制：即中脑一纹状体代谢紊乱可能会介导疾病的进展和治疗，而且神经递质代谢紊乱，尤其是Glu-Gln-GABA循环受损可能是诱发异动症的病理基础。这些发现对了解PD和LID的代谢机制提供了重要的见解，并为疾病的靶向疗法带来了新的启示作用。
帕金森病(Parkinsons disease，PD)是一种常见的神经退行性疾病，其主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元进行性地变性坏死，导致了纹状体多巴胺的显著下降，从而引起了一系列包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直、姿势步态障碍在内的临床症状。目前，左旋多巴(L-Dopa)是缓解帕金森病症状的金标准药物，但左旋多巴诱导的运动障碍(L-dopa induced dyskinesia，LID)，即异动症的发生限制了其治疗的益处。多巴胺神经元纹状体中的突触前黑质多巴胺能去神经支配和纹状体多巴胺能神经元细胞信号传导中的突触后可塑性变化导致基底神经节的异常发射被认为是异动症发生的主要因素。代谢稳态对纹状体的协调活动至关重要，帕金森病多巴胺的丢失可能会破坏这种稳态。然而，目前的研究仅关注单个脑区或单个代谢物的变化，缺少对整体代谢通路的认知。因此，进一步探究脑区间代谢网络在帕金森病和异动症的发病过程中的作用具有重要意义。在本研究中，采用6-OHDA单侧损伤的帕金森病大鼠模型，探究PD和LID各脑区的代谢通路及其变化规律，进一步探究胶质细胞与神经元间的Glu-Gln-GABA代谢循环及不同脑区间的代谢差异与关联，为PD和LID的治疗提供新思路。
方法：
在本研究中，首先利用基于1H NMR的代谢组学的方法获取了来自6一羟基多巴胺(6-OHDA)诱导的帕金森大鼠、异动症大鼠和年龄匹配的对照大鼠的六个脑区的代谢物谱图；运用主成分分析和层次聚类分析刻画与PD和LID相关的不同脑区的代谢特征，结合代谢物的定量测定，确定了受疾病和脑区影响的独特代谢产物。
1、将SD大鼠随机分成三组：分别为假手术组(Con组)、帕金森造模组(PD组)、异动症造模组(LID组)，异动症组是在帕金森造模成功的基础上获得的。
2、行为学实验：帕金森造模3周后，腹腔内注射阿朴吗啡诱导大鼠向病灶对侧旋转，开始旋转后连续记录30分钟，若平均每分钟旋转大于7转，则认为是帕金森造模成功的大鼠。异动症造模的3周内，对大鼠进行行为学评分，包括前肢功能测评(FFT)和异动症评分(AIMs评分)。
3、异动症造模成功后，18只实验大鼠直接断头处理，取出脑组织，按脑区分装，经液氮速冻后保存在-800℃冰箱中。运用基于1H NMR的代谢组学的方法获取实验大鼠各脑区的代谢物谱图，9只实验大鼠用免疫荧光染色和Q-PCR检测脑中突触可塑性基因一突触素(SYP)的表达情况。
4、应用SPSS25.0软件包对数据进行分析，结果以均数±标准误(mean±SEM)的形式表示，采用独立样本T检验或单因素方差分析进行差异性检验，P＜0.05则认为差异具有统计学意义。
结果：
1、与正常组大鼠相比，PD大鼠的前肢运动能力受损，而LID组大鼠较PD组大鼠明显改善；PD组大鼠与Con组大鼠的AIMs评分无显著性差异，LID组大鼠比Con组大鼠的AIMs评分显著增加(P＜0.05)；随着时间的流逝，LID大鼠的总AIMs得分逐渐升高，而正常组和PD组大鼠的AIMs评分没有明显变化。
2、PD大鼠中的多巴胺耗竭会使能量代谢和神经递质代谢发生明显且持续的代谢紊乱，从而导致不同脑区之间的代谢紊乱。与正常组大鼠相比，PD大鼠不同脑区的疾病敏感性不同，中脑和皮层是代谢模式差异最明显的两个脑区。
3、PD组大鼠较Con组大鼠右侧脑区之间有9种代谢物具有显著差异性变化，包括乳酸，谷氨酰胺，天冬氨酸，甘油一磷酸胆碱，Glu/Gln和甘氨酸的代谢物含量显著升高；GABA，延胡索酸和牛磺酸的代谢物含量明显下降。
4、LID组大鼠同样监测到不同脑区的代谢紊乱，最明显的是中脑和纹状体脑区。较Con组大鼠右侧脑区之间有10种代谢物具有显著差异性变化，包括乳酸，天冬氨酸，甘油一磷酸胆碱，谷氨酰胺，肌醇和AMP的代谢物含量显著升高；磷酸胆碱，GABA，延胡索酸和丙氨酸的代谢物含量明显下降。
5、LID大鼠较PD大鼠部分脑区的神经递质代谢如谷氨酰胺、GABA、Glu/Gln和甘氨酸以及延胡索酸、牛磺酸的水平有所恢复，而乳酸、甘油一磷酸胆碱和部分脑区的天冬氨酸、谷氨酰胺的水平未恢复。
6、神经递质代谢定量分析及SYP结果表明，与正常组大鼠相比，PD和LID大鼠脑内出现Glu-Gln-GABA循环紊乱，同时PD和LID大鼠右侧皮层的突触素表达水平降低。
结论：
本研究通过核磁共振代谢组学的方法详细地刻画了PD和LID大鼠中普遍存在的具有脑区特异性的代谢物紊乱。结合代谢物的定量分析发现，主要代谢改变发生在神经递质代谢紊乱上。我们的结果提示了一种可能的机制：即中脑一纹状体代谢紊乱可能会介导疾病的进展和治疗，而且神经递质代谢紊乱，尤其是Glu-Gln-GABA循环受损可能是诱发异动症的病理基础。这些发现对了解PD和LID的代谢机制提供了重要的见解，并为疾病的靶向疗法带来了新的启示作用。