帕金森?。≒D）是一種因中腦黑質(zhì)區(qū)產(chǎn)多巴胺（DA）的神經(jīng)元退行性變性而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)失調(diào)疾病，是最常見的神經(jīng)疾病之一。通過顯微鏡觀察PD病人黑質(zhì)中瀕死的神經(jīng)元，可以發(fā)現(xiàn)一種名為路易小體（LB）的嗜酸性圓形包涵體，由α-突觸核蛋白(α-syn)組成。Braak等人的研究表明，認(rèn)知回路中的神經(jīng)元連接性的喪失，或細(xì)胞死亡或功能性連接性缺失可能與PD和其他突觸核蛋白相關(guān)疾病密切相關(guān)。Braak假說認(rèn)為，α-syn可以通過迷走神經(jīng)從胃腸道傳播至中腦腹側(cè)，破壞黑質(zhì)致密部(SNc)的多巴胺神經(jīng)元。在PD早期階段，以α-syn原纖維形式為主要成分的LBs存在于嗅球或延髓中的中間關(guān)節(jié)突(IZ)和迷走神經(jīng)背運(yùn)動(dòng)核(DMV)；只有在疾病發(fā)展到后期，才可以在中腦觀察到LBs，進(jìn)而影響SNc和其他腦區(qū)。

LBs中的大部分α-syn在絲氨酸129上被磷酸化(pSer129-α-syn)，重組合成的α-syn可以在體內(nèi)形成原纖維樣結(jié)構(gòu)(PFF)，體外神經(jīng)元培養(yǎng)后注射到小鼠大腦時(shí)能形成pSer129-α-syn陽(yáng)性LB樣內(nèi)含物，PFF注射到小鼠的紋狀體(STR)中可致pSer129-α-syn積聚及SNc DA神經(jīng)元的細(xì)胞死亡，這與病理性α-syn的傳播一致。鑒于此，作者團(tuán)隊(duì)通過將PFF注射到幽門（PS）和十二指腸（UD）的肌層，模擬在PD中觀察到的病理性α-syn的擴(kuò)散，監(jiān)測(cè)pSer129-α-syn免疫反應(yīng)性評(píng)估病理性α-syn。

有研究證據(jù)表明，病理性α-syn可能從腸神經(jīng)系統(tǒng)(ENS)擴(kuò)散，并通過迷走神經(jīng)傳播到中樞神經(jīng)系統(tǒng)。為了在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證這一假設(shè)，將PFF注射到小鼠迷走神經(jīng)密集的幽門及十二指腸的肌肉層中。對(duì)幽門和十二指腸的肌間神經(jīng)叢進(jìn)行免疫熒光染色，顯示肌間神經(jīng)元中存在pSer129-α-syn，表明PFF正在將內(nèi)源性α-syn有序排列(圖1B和1C)。PFF注射1個(gè)月后，在延髓的DMV和腦橋的LC中觀察到pSer129-α-syn(圖1D-1F)。3個(gè)月后，pSer129-α-syn繼續(xù)在大腦橋的DMV和LC中積累(圖1D-1F和s 1D)，并開始在腹側(cè)中腦的SNc中積累(圖1D-1F)，在下丘腦和前額葉皮質(zhì)(PFC)中觀察到少量pSer129-α-syn免疫染色積累(圖1D-1F、s 1D、S2G和S2J)。PFF注射7個(gè)月后，在所有提及的腦區(qū)及嗅球（OB）、海馬（HIP）等腦區(qū)(圖1D-1F)中觀察到大量的pSer129-α-syn(圖1D-1F)。10個(gè)月后，pSer129α-syn在HIP、PFC、OB和STR等腦區(qū)中的含量持續(xù)增加(圖1D-1F)。

在PFF注射到PS和UD 1個(gè)月和3個(gè)月后，TH-和Nissl-陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量沒有顯著減少(圖2A–2C)。7個(gè)月后，TH和Nissl陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，即SNc中DA神經(jīng)元明顯缺失。10個(gè)月后，多巴胺神經(jīng)元進(jìn)一步減少(圖2A–2C)。高效液相色譜表明，紋狀體多巴胺在3個(gè)月后顯著減少，7個(gè)月后進(jìn)一步減少(圖2F)。通過單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)/計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像的ioflupane證實(shí)了PFF注射到PS和UD引起的紋狀體DAT減少(圖2G和2H)。

對(duì)野生型(WT)小鼠或α-syn基因敲除（Snca-/-）小鼠注射PFF，隨后進(jìn)行迷走神經(jīng)切斷術(shù)（TV）。PFF注射后7個(gè)月，WT-TV小鼠的UD中pSer129-α-syn含量顯著增加，而Snca-/-小鼠中并未發(fā)現(xiàn)。注射7個(gè)月后，WT小鼠的SNc中檢測(cè)到pSer129-α-syn，而TV和Snca-/-小鼠未發(fā)生改變(圖3A)。注射PFF會(huì)導(dǎo)致多巴胺神經(jīng)元的顯著損失，而TV和敲除α-syn基因完全可以避免這種情況的發(fā)生(圖3B-3D)。高效液相色譜分析表明，在PFF注射的WT小鼠的STR中DA缺失(圖3E)，但TV和Snca-/-小鼠沒有發(fā)生改變。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，注射PFF的WT小鼠的轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)下落潛伏期顯著減少(圖3F)，爬桿實(shí)驗(yàn)的下落時(shí)間顯著增加(圖3G)，小鼠的前肢力量明顯下降(圖3H)，而TV和Snca-/-小鼠沒有發(fā)生變化(圖3F–3H)。

PD不僅會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)缺陷，其特征還包括涉及認(rèn)知的非運(yùn)動(dòng)癥狀和行為缺陷。在對(duì)小鼠注射PFF或PBS后，通過Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)評(píng)估其空間學(xué)習(xí)和記憶能力(圖4A)。在Morris水迷宮進(jìn)行的第3天和第4天，與注射PBS的WT小鼠相比，注射PFF的WT小鼠具有逃逸潛伏期顯著增加(圖4A)；注射PFF的TV和Snca-/-小鼠的逃避潛伏期未發(fā)生明顯變化(圖4A)。

在水迷宮實(shí)驗(yàn)的第5天，移除逃避平臺(tái)后，相較于注射PFF的WT小鼠，注射PFF的TV和Snca-/-小鼠在目標(biāo)象限的游泳時(shí)間和路徑顯著增加，與注射PBS的WT小鼠無(wú)顯著性差異(圖4B和4C)。物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)表明，注射PFF的WT小鼠對(duì)新奇物體的探索時(shí)間和識(shí)別指數(shù)顯著降低，注射PFF的TV和Snca-/-小鼠沒有發(fā)生變化(圖4D和4E)。

被動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)表明，注射PFF的Snca-/-小鼠比注射PBS的Snca-/-小鼠潛伏期更低，與注射PBS的小鼠沒有差異(圖4F)。Y迷宮實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，注射PFF的WT小鼠的輪轉(zhuǎn)百分比明顯低于注射PBS的WT小鼠，注射PFF的TV和Snca-/-小鼠沒有明顯差異(圖4G和4H)。

對(duì)小鼠進(jìn)行筑巢實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估精細(xì)運(yùn)動(dòng)靈活性、認(rèn)知和情緒狀態(tài)。與注射PBS的WT小鼠相比，注射PFF的WT小鼠筑巢分?jǐn)?shù)顯著降低，注射PFF的TV和Snca-/-小鼠的表現(xiàn)與注射PBS的WT小鼠相似(圖5A-5C)。

通過高架十字迷宮和曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)焦慮程度。在高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)中，與注射PBS的WT小鼠相比，注射PFF的WT小鼠的開放臂進(jìn)入次數(shù)百分比和停留時(shí)間顯著減少；注射PFF的TV和Snca-/-小鼠與注射PBS的WT小鼠無(wú)明顯差異(圖5D-5F)。在曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，與注射多溴聯(lián)苯醚的小鼠相比，注射PFF的小鼠在中心區(qū)停留時(shí)間、進(jìn)入次數(shù)百分比顯著降低；注射PFF的TV和Snca-/-小鼠與注射PBS的WT小鼠無(wú)明顯差異(圖5G–5I)。

使用懸尾和強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)評(píng)估抑郁樣行為，與注射PBS的WT小鼠相比，注射PFF的WT小鼠的懸尾和強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)中潛伏期明顯增加；注射PFF的TV和Snca-/-小鼠與注射PBS的WT小鼠無(wú)明顯差異(圖5J和5K)。在PFF或PBS注射后9個(gè)月，使用埋藏食物的方式對(duì)小鼠的嗅覺功能進(jìn)行評(píng)估，與注射PFF的WT小鼠相比，在禁食3至4天后，這是PBS的WT小鼠可以更快地找到埋藏的小球；注射PFF的TV和Snca-/-小鼠與注射PBS的WT小鼠無(wú)明顯差異(圖6A–6C)。

本項(xiàng)研究的主要發(fā)現(xiàn)為病理性α-syn能夠從胃腸道通過迷走神經(jīng)進(jìn)入大腦，，病理性α-syn與帕金森病密切相關(guān)。帕金森病中的病理性α-syn不僅存在于大腦，還可在外周神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)中觀察到，包括ENS。在α-syn轉(zhuǎn)基因小鼠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生任何致病變化之前，已在ENS中檢測(cè)到α-syn聚集體，這與腸道通透性的增加和細(xì)菌及其產(chǎn)物進(jìn)而產(chǎn)生的氧化應(yīng)激相關(guān)。有研究表明，胃腸道微生物產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和細(xì)胞外纖維可能影響α-syn聚集和運(yùn)動(dòng)功能障礙，最終導(dǎo)致SNc中的神經(jīng)變性。

綜上所述，這些研究提供了一種符合Braak假說的在ENS中啟動(dòng)α-syn病理的潛在機(jī)制，即LB病理學(xué)是從腸道到大腦以固定模式傳播，導(dǎo)致特發(fā)性PD病的臨床特征，包括運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀，暗示了特發(fā)性PD病因中的腸-腦軸，加快與PD和相關(guān)α-突觸核蛋白病中病理性α-突觸從腸向腦向心轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的特定細(xì)胞和分子途徑方面的研究，將有助于研究潛在的治療干預(yù)措施，以降低PD發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。

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