Neurodegeneration & Neuroinflammation in the AAV-Synuclein Mouse Model
α-Synuclein Preformed Fibril (PFF) 模型
人类帕金森病特有的α-突触核蛋白的病理性扩散,可通过注射α-突触核蛋白前体纤维(PFF)在动物大脑中模拟。这种“PFF种子与扩散模型”可在过表达人类α-突触核蛋白的转基因小鼠或野生型小鼠或大鼠中诱导。
这种高度可复制的突触核蛋白病动物模型复制了人类帕金森病的几个关键特征,包括细胞体和神经突中的α-突触核蛋白聚集、神经变性(可通过血液和脑脊液中的神经丝轻链以及基于MRI的体内脑萎缩测量值进行测量)、小胶质细胞增生、星形胶质细胞增生和多巴胺能神经变性。在该模型中,运动障碍和睡眠结构改变也可以定量测量。
AAV A53T α-Synuclein小鼠模型
成年啮齿动物大脑中的α-突触核蛋白病变可通过注射腺相关病毒(AAV)载体产生。在这种帕金森病小鼠模型中,野生型(C57BL/6)小鼠接受立体定向注射,将A53T突变人α-突触核蛋白过度表达的AAV载体注入黑质致密部附近。
这种健壮的突触核蛋白模型在病理学上显示了突触核蛋白在神经元体和神经突中的聚集、神经炎症(包括活化的微胶质细胞和反应性星形胶质细胞)、神经退行性病变和多巴胺能神经元变性。在这些帕金森氏症小鼠模型中观察到明显的运动障碍,这是由于单侧多巴胺能神经元丢失引起的,包括旋转杆试验、圆柱试验、悬尾摆动试验和后肢夹紧试验中的变化。
帕金森病模型对人类疾病的可移植性

α-突触核蛋白聚集
错误折叠的α-突触核蛋白聚集是帕金森病的主要病理特征。在黑质致密部和其他脑区的多巴胺能神经元中可观察到路易体和路易神经纤维。错误折叠的α-突触核蛋白病理也遵循时空模式(Braak,2003)。在AAV诱导和原纤维诱导(PFF)的模型中,我们观察到神经元体和突起中存在大量磷酸化α-突触核蛋白。在PFF模型中,我们还观察到了明显的种子和扩散现象。

活化的微胶质细胞和反应性星形胶质细胞
神经炎症是帕金森病的主要病理特征。活化的微胶质细胞和反应性星形胶质细胞在发病机理中起着关键作用(Kam,2020;Chen,2023)。我们在AAV和PFF诱导的小鼠模型中发现了神经炎症的明显时空模式。我们还使用基于计算机视觉和机器学习开发的算法,证明了这些模型中小胶质细胞和星形胶质细胞的形态变化。

多巴胺能神经元丢失和运动障碍
锥体外系运动症状是帕金森病的主要临床特征。运动功能障碍是由黑质致密部(SNc)多巴胺能神经元的丢失和纹状体(例如尾状核 和壳核) 的神经支配缺失引起的。通过用AAVs过表达α-突触核蛋白或α-突触核蛋白PFFs靶向SNc,我们证明了模型中多巴胺能神经元的神经退行性病变和多巴胺能终末的丢失。这些小鼠在各种测试中表现出运动功能改变,包括悬尾摆动测试、圆柱测试、后肢夹紧测试和旋转棒测试。

睡眠改变
睡眠障碍是帕金森病常见的非运动症状(Stefani和Högl,2020),影响约85%的患者(Asadpoordezaki,2025)。我们使用一种非侵入性的系统对小鼠的睡眠进行评估,并反复证明了当α-突触核蛋白PFF被注入转基因小鼠的前嗅核(AON)时,睡眠-觉醒结构(例如睡眠百分比 、睡眠持续时间)会发生改变。

区域脑萎缩
脑成像生物标记广泛用于包括帕金森病在内的神经退行性疾病的临床试验。核磁共振成像(MRI)衍生的区域体积和皮质厚度测量对帕金森病(PD)的大脑萎缩高度敏感。研究表明,帕金森病(PD)中基于MRI的大脑萎缩的进展与α-突触核蛋白的朊病毒样传播假说一致(Tremblay,2021 ;Abdelgawad,2023)。通过高分辨率全脑核磁共振成像采集和全自动图像处理与分析,我们证明了在PFF和AAV两种PD模型中,大脑区域萎缩具有可重复性,从而成为神经退行性疾病的可靠生命期测量指标。

脑脊液和血浆中神经丝轻链升高
帕金森氏症患者的脑脊液和血浆中神经丝轻链水平升高(Bäckström ,2020;Urso,2023 ;Pedersen,2024)。神经丝轻链测量在帕金森氏症临床试验中经常使用。在几种帕金森氏症动物模型中观察到神经丝轻链水平升高。我们观察到,在将人类α-突触核蛋白PFF注射到M83+/-转基因小鼠的前嗅核(AON)或前脑束(MFB)后,小鼠模型的血浆和脑脊液中神经丝轻链水平显著升高。
帕金森氏症小鼠模型 功能
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