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帕金森病(Parkinsons disease,PD)是一种老年人常见的神经系统变性疾病,选择性的中脑黑质多巴胺能神经元丧失、纹状体多巴胺含量显著性减少为其特征性的生化和病理特征.临床上主要表现为肌强直、震颤、运动迟缓及姿势步态障碍.目前对PD主要以左旋多巴等药物治疗为主,然而长期用药会出现疗效减退、异动症甚至左旋多巴衰竭综合征等棘手的临床问题,至今还无法得到满意的解决.多年来科学工作者围绕着其PD及其运动并发症的发病机制进行了大量的研究工作,取得了一些进展.许多研究者认为随PD的进展,导致多巴胺能神经元产生多巴胺的能力丧失,对外源性多巴药物的缓冲能力降低,易造成对纹状体棘状神经元上多巴胺受体异常的波动性刺激.多巴胺受体和谷氨酸受体共定位于纹状体棘状神经元上.波动性的多巴胺受体刺激可能引起棘状神经元信号转导通路的变化,进而影响谷氨酸受体的状态及突触传递效率.AMPA是促离子型谷氨酸受体中的一种,其特性取决于受体的亚单位组成及磷酸化状态.最近研究表明长期多巴胺波动性刺激确实改变了AMPA的特性.因此,对AMPA的特性进行研究将是本课题的基石.此外,目前迫切需要寻找和研发新型的抗PD药物,以替代和弥补已有药物的缺陷和不足.实验发现,5-羟色胺(5-HT)能神经元承担着外源性左旋多巴脱羧成多巴胺的重要作用,5-HT1A受体激动剂可通过作用于突触前末梢减轻多巴胺水平的波动进而改善运动功能.但5-HT1A受体激动剂是如何防治运动并发症的,其神经生化机制是什么,目前尚不清楚.本研究拟采用左旋多巴诱导的运动并发症大鼠模型探讨运动并发症的分子机制,观察5-HTlA受体激动剂可能的治疗作用. 本课题共分为三个部分:
第一部分:左旋多巴诱发帕金森病运动并发症大鼠模型的建立和评价通过6-羟基多巴立体定向注射至SD大鼠前脑内侧束建立帕金森病,然后左旋多巴甲酯腹腔注射治疗(50mg/kg加12.5 mg/kg苄丝肼,每天2次)3周,观察异常不自主运动的情况及旋转行为.经左旋多巴治疗后,帕金森病大鼠出现了异常不自主运动,包括刻板动作和对侧旋转行为；帕金森病大鼠呈现剂峰旋转圈数逐渐增加、旋转反应时间逐渐缩短、关期频率递增的趋势,与人类异动症、症状波动和开关现象具有相似特征.上述研究表明,成功建立了帕金森病运动并发症大鼠模型,为进一步研究其机制奠定了基础.
第二部分:帕金森病运动并发症与谷氨酸受体1亚细胞分布及磷酸化关系的研究采用免疫荧光染色显示正常大鼠纹状体谷氨酸受体1 (GluR1) 及磷酸化GluRlS831、磷酸化GluRlS845在小清蛋白阳性的神经元专一表达,未发现GluRl与纹状体内强啡肽、脑啡肽、乙酰胆碱转移酶及神经型一氧化氮合成酶神经元共染；6-OHDA损伤使纹状体部位细胞膜上GluRl、磷酸化的GluRlSer831和GluRlSer845数量明显减少；长期左旋多巴作用后使损伤侧纹状体细胞膜上GluRl和磷酸化的GluRlSer83l、GluRlSer845数量明显上调,且撤药后其表达量仍可持续至少1天；急性左旋多巴作用后G1uRl和磷酸化的GluRlSer831、GluRlSer845数量可轻度升高,但撤药后很快降低；免疫荧光染色显示这些改变仍特异性发生在小清蛋白阳性的神经元上；CaMKII抑制剂KN-93注射则明显减弱了旋转反应时间的缩短及升高的膜GluRl与磷酸化GluRlSer831的表达；上述研究表明长期左旋多巴治疗导致谷氨酸信号被激活了,运动并发症及其撤药后持续效应可能与GluRl的亚细胞分布及磷酸化状况的改变有关；CaMKII信号激酶可能通过介导GluRl的831位丝氨酸磷酸化参与了运动并发症的发生.
第三部分:5-羟色胺1A受体激动剂8-OH-DPAT改善帕金森病运动并发症的实验研究通过6-羟基多巴胺立体定向注射至大鼠前脑内侧前脑束建立帕金森病(PD)动物模型.对模型成功的PD大鼠进行两套实验:第一套实验中3组PD大鼠接受每日两次左旋多巴(50 mg/kg加12.5 mg/kg苄丝肼)腹腔注射,持续22天.在第23天左旋多巴注射前,3组PD大鼠先分别接受8-0H-DPAT、8-0H-DPAT+5-HT<1A>受体阻断剂WAY-100635(0.1 mg/kg)及溶剂；第二套实验中2组PD大鼠每日两次分别接受左旋多巴-苄丝肼+8-0H-DPAT与左旋多巴/苄丝肼+溶剂,持续22天.评估旋转反应时间及剂峰旋转圈数；采用蛋白印迹法检测纹状体区谷氨酸受体亚型GluRl亚细胞分布及磷酸化的GluRlSer831、GluRlSer845表达情况.结果显示8-0H-DPAT 逆转了左旋多巴所诱导的PD大鼠旋转时间的缩短,减轻了剂峰旋转次数,并使关期发生频率减少；5-HT<,lA>受体阻断剂WAY-100635与8-OH-DPAT联合应用则消除了8-OH-DPAT的效应,提示所观察到的8-OH-DPAT的效应是通过5-HT<,lA>受体起作用的.此外,8-OH-DPAT能调节与运动并发症密切相关的GluR1的亚细胞分布,且使G1uRlSer831、GluRlSer845的磷酸化水平明显降低.上述研究表明,8-oH-DPAT是通过5-HT<,lA>受体起作用的,激动5-HT<,lA>,受体的药物可能对于帕金森病运动并发症的治疗及预防有益.