立体定向和功能性神经外科杂志1999年第12卷第2期

伦学庆（综述） 张延庆章翔（审校）

关键词：帕金森病 动物模型

帕金森病（Parkinson＇sdisease，PD）是老年人常见的以震颤、肌强直、运动迟缓为主要临床症状的神经系统变性疾病。其发生机理可能与黑质-纹状体中多巴胺（DA）含量减少有关。随着中枢神经系统组织移植及药物治疗PD等基础研究发展，黑质-纹状体DA缺陷的啮齿类及灵长类动物PD模型得到了广泛应用和发展。本文综述了不同动物PD模型的制备方法和指标观察方法，并对各种模型特点、应用范围及进展进行了总结。

一、PD动物模型建立方法

1 动物选择：Carlson等在50年代对啮齿类动物注射利血平使其纹状体内儿茶酚胺（CA）缺乏，动物产生类似PD样症状，这是最早建立的PD动物模型。以后，随着CA特异性神经毒素6-OHDA（6-hydroxy-dopamine）及哌替啶类衍生物MPTP（1-methy-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropy-rindine）的发现和应用，人们利用各种动物进行了广泛研究。用6-OHDA制成了大白鼠、小白鼠、灵长类PD动物模型^［2－3］；MPTP制备了灵长类动物、小白鼠及猫等的PD模型［4－6］。大白鼠和豚鼠对MPTP不敏感，较少用MPTP制备PD模型^［7］。目前最常用的是6-OHDA致大白鼠旋转PD模型和MPTP致灵长类PD模型。

2 建立方法

PD模型建立方法主要有两种：一是借助立体定向仪，将微量6-OHDA注入黑质致密部（SNc），制备PD动物模型^［8－10］。其中以大白鼠PD模型研究最多。具体制作方法是：SD或Wistar大白鼠经麻醉后，颅平位固定于动物立体定向仪上，按Geogre与Paxion等大白鼠立体定向脑图谱确定SNc坐标：前囟后3．5～4．4mm、矢状缝右1．3～1．9mm、颅骨下7．1～8．5mm。然后用微量注射器将8～10μg／4～5μl含0．1～0．2％抗坏血酸的6-OHDA缓慢注入SNc，速度宜慢（1μl／min），注毕留针10～15分钟后拔针。注药2～4周后，皮下或腹腔注射阿扑吗啡或苯丙胺诱发旋转运动来确定模型成功与否。利用此种方法制备大白鼠PD模型其成功率在50％～70％左右^［11］，成功率较低，且对SNc毁损是急性过程，一般用药24小时即可出现变化，与人类PD进行性变化的特征不相符合。1994年，Thomas等^［12］发展了一种选择性毁损大白鼠PD模型：即将6-OHDA注入SN和VTA（ventraltegmgntalarea）两个部位来制作PD模型。该作者研究发现，利用这种方法形成PD模型，行为反应更明显，模型成功率提高，并且其神经元变性特征更接近于人类PD。近来，Sauer等^［13］也对大白鼠PD模型建立方法进行了研究，发现将6-OHDA注入纹状体尾壳核（CPU）后，神经生化和免疫组化证实，SN中DA神经元变性是进行性发展，基本接近于人类PD改变。最近，Lee和Jones^{［14，15］}等研究均发现，6-OHDA纹状体内持续小剂量灌注或小剂量多靶点注射均可使动物SN中DA能神经元逆行性损害，且这种损害呈进行性趋势，更接近人类PD进行性变性特征。并发现此法建立的PD模型黑质DA能神经元并非完全损害，即建立的是早中期PD模型。因此，许多作者认为纹状体注药法建立PD模型可以取代传统的黑质毁损PD模型。

第二种方法是经全身、浅静脉或颈总动脉注入MPTP，制备PD动物模型。MPTP是一种人工合成的海洛因中间产物，80年代初期被发现它对人类有神经毒性，吸毒者服用这种药后可产生类PD症状，且抗PD药物对其有良好的暂时疗效，符合人类PD临床症状。自Burns等^［4］于1983年首先用此药制成了恒河猴PD模型后，有许多研究者相继用MPTP制备出了各种动物PD模型。

（1）MPTP制备灵长类PD模型^［4，16］继Burns之后，许多学者又复制出了罗猴（rhe-susmonkey）、鼠猴（squirrel）、猕猴（macaque）、狨（marmoset）等灵长类PD模型。制作方法是选用成年灵长类动物，麻醉后，腹腔注射MPTP2～4mg／kg体重，每天一次，共4天，或者静脉注射MPP0．35～0．7mg／kg体重，每天一次，连续4～6天。所有动物均能出现PD样症状。各种猴产生PD症状需要MPTP的剂量不同，在全身用药时，累积剂量罗猴为1．5～5mg／kg、狨是2～4mg／kg、而鼠猴可达9mg／kg体重。这种方法制备的PD模型，因在急性期和亚急性期动物首先出现吞咽和活动障碍，动物不能行走和进食，难于饲养，现在很少应用。与此相反，偏侧PD模型除弥补以上模型的不足外，还可形成自身对照，得到了广泛应用。Bankiewicz等^［17］首先介绍了这种模型制备方法：即从颈总动脉注射MPTP，0．3～0．5mg／kg体重可制备单侧PD模型；提高剂量至0．8mg／kg体重则可制成偏侧为主的双侧PD模型。最近，有文献报道^［18］，MPTP小剂量（0．2mg／kg）长期（8～18周）应用可制备慢性PD模型，这种模型的行为、生化及病理与人类PD几乎无差别，但由于时间太长，限制了其应用。

（2）MPTP制备小白鼠PD模型^［19］：MPTP对小白鼠有DA能神经毒性，但所需剂量要比损害猴DA能神经元高得多。制备方法是：腹腔注射MPTP35～40mg／kg体重，一天一次，连续7天。小白鼠用药数分钟后即可出现短暂的行为反应，主要表现为短暂运动能力提高，唾液分泌，姿势呆板，肢体僵直等，但很快恢复。

（3）MPTP制备猫PD模型：静脉注射MPTP可使灵长类动物产生与人类PD十分相似的行为、生化及组织改变，是目前用来摹拟人类PD的一个最理想动物模型。但猴来源困难，价格昂贵。而给小白鼠全身注射MPTP后，虽也能使纹状体DA含量减少和SN神经细胞变性，但不能产生PD样行为变化。1984年，Schneider等^［6］首先报道用MPTP制备猫PD模型，方法为给猫腹腔注射MPTP5mg／kg体重，一天一次，连续5天于第2次用药后即开始出现PD样症状。此模型行为反应持续约1～2周，较小白鼠PD模型行为反应持续时间长且稳定。

二、动物模型观察方法

1 动物行为变化的观察

（1）6-OHDA致大白鼠PD模型行为观察^{［1，8，9］}：判断大白鼠PD模型是否成功通常以药物诱发实验，即以动物出现旋转的次数为标准。一般超过7转／min即为成功PD模型，否则为不成功模型。在SNc注药2～3周或CPU用药6～8周后，皮下或腹腔注射阿朴吗啡（0．25～0．5mm／kg）或苯丙胺（5mg／kg），10分钟后观察其行为变化。前者使动物向健侧旋转，后者则相反。旋转机理：一般认为是由于6-OHDA毁损了注射区的多巴胺能神经元，使纹状体内DA含量下降，DA受体数目增加且敏感性提高。当注射阿朴吗啡或苯丙胺时，可与纹状体内大量增加的DA受体结合，出现受体超敏现象，导致动物行为不对称性，使向对侧或同侧旋转。旋转行为一般用大白鼠旋转计数仪来记录。每次记录30min。这种行为变化可维持10个月以上。

（2）MPTP制备小白鼠PD模型因其行为反应短暂，一般不观察其行为指标。

（3）MPTP致猫PD模型行为观察^［6］：猫全身用药后急性反应为瞳孔扩大，流泪，流涎，头后仰，受到声音或痛刺激时处于惊恐状态等。猫首次用药后4～6天开始表现PD样症状是表情呆滞，两眼凝视，瞬目减少，弓背姿势，头低垂，进食减少，动作笨拙，肢体活动06立体定向和功能性明显减少。给其服用美多巴等药20～30分钟后，症状开始缓解，40～60分钟明显改善，约3小时后症状重现。这与人类PD临床症状相符合。

（4）MPTP致灵长类PD模型行为观察^{［4，16，17］}：腹腔或静脉注射MPTP后第2天，灵长类动物开始出现PD样症状为自发性运动减少，继而进行性加重，以至于不能运动；姿势异常，表现为弓背姿势，四肢紧张性弯曲，肢体强直伴震颤；吞咽困难，不能进食，发音减弱，定向反应减弱或消失等。动物行为加重程度与MPTP剂量及动物年龄有关。抗PD药物治疗30～60分钟后症状减轻，可维持5小时左右。不治疗其行为可保持8周以上。经颈总动脉注射MPTP3～4天后，形成偏侧PD模型，即用药对侧肢体活动减少，行动迟缓，姿势性震颤等，至3～4周症状明显且稳定，但对侧正常。动物可出现向注药侧缓慢旋转，但无吞咽、进食及发音等功能障碍。

2．神经生化改变^{［10，15］}

利用高效液相－电化学法（HPLC-EC）测定各种动物PD模型黑质和纹状体中DA及其代谢产物3、4-二羟基苯已酸（DOPAC）和高香草酸（HVA）含量发现，其变化基本一致。即各种模型（损伤侧）黑质、壳核、尾状核中DA、DOPAC、HVA含量均显著降低，其中壳核减少最著可达95％以上。符合只有当纹状体DA浓度减少80％以上时临床才会出现PD症状的观点。

3．病理改变^{（10，14，21）}

原发性PD是中脑黑质，特别是SNc多巴胺能神经元损害，细胞数目减少，残存神经细胞变性，胞浆出现嗜酸性包涵体，黑色素减少或消失。类似变化也见于蓝斑核、丘脑下部、脑干中缝核等。在各种PD动物模型，虽也表现为中脑黑质神经细胞脱失，数目减少，残留细胞变性和萎缩以及伴胶质细胞浸润等，但未见明显嗜酸性包涵体，蓝斑及丘脑下部等核团也未见明显异常改变。说明MPTP及6-OHDA均能选择性毁损DA能神经元的结构及功能。

三、模型特点、应用及进展^{［20～22］}

6-OHDA制备大白鼠PD模型需要立体定向仪等特殊设备，制作技术要求较高，但大白鼠易控制，来源广，价格低，行为持续时间长且观察方便，因而<