帕金森病,这个以“手抖、僵硬、行动迟缓”为特征的神经退行性疾病,正影响着全球数百万人的健康。然而,我们对其发病机制和潜在治疗手段的探索,很大程度上依赖于一个关键工具——动物模型。
🧷 信息卡(速览)
推荐品系:C57BL/6J(对 MPTP/PFF 最敏感、资料最全)。
性别与年龄:雄性 8–12 周表型更稳;雌性可用但 MPTP 反应偏弱(雌激素保护)。
实验环境:温湿度恒定、昼夜节律固定;MPTP 会致低体温,必要时加温板。
🧪 两套常用的小鼠 PD 模型 SOP
下述为主流文献范围与新手友好剂量,不同批次/体重/载剂差异显著;务必先做小样试验并遵守伦理与化学/生物安全。
SOP 1|MPTP 系统注射模型(常用)
原理:MPTP 过 BBB → 星形胶质 MAO-B 代谢为 MPP+ → 通过 DAT 进入 DA 神经元并阻断复合体 I,黑质-纹状体轴选择性损伤。
适用:药效学、线粒体/氧化应激、炎症-神经胶质研究;运动缺陷 3–7 d 出现,2–4 周稳定。
对象:C57BL/6J 雄性 8–12 周。
配制与安全:MPTP-HCl 溶于无菌生理盐水(现配现用,避光),双层手套+一次性罩衣+生物安全柜操作;污染面用次氯酸或漂白粉溶液处理。
给药方案(任选其一)
急性 1 日法(经典):20 mg/kg i.p. × 4 次,每次间隔 2 h;行为缺陷明显、损伤集中。
亚急性 5 日法:30 mg/kg i.p. × 1 次/日,连 5 天;损伤均匀、死亡率低。
慢性低剂量:10–15 mg/kg i.p. × 3–5 次/周,连 4–5 周;更接近缓进型,炎症读数好。
避坑要点
温度:MPTP 可致低体温—低体温会“保护”神经元,造成假阴性;注射后保温、固定昼夜节律。
笼位与交叉暴露:MPTP 动物单独笼位,换笼与垃圾按危险化学品处理。
药物干扰:避免合用 MAO-B 抑制剂 或 DAT 抑制剂(会改变毒性)。
SOP 2|6-OHDA——SD大鼠(稳定单侧偏瘫)
原理:6-OHDA 被 DAT/NET 摄取,在神经元内产生活性氧并毒杀 DA/NA 神经元;需立体定位直接注入纹状体/黑质/内侧前脑束(MFB)。
适用:单侧模型对称对照强;药效学/细胞治疗/回路学极友好。
术前准备
注射位点与剂量(示例,务必以《小鼠脑图谱》最新版校正坐标)
行为与验证
2–3 周:旋转实验(APO 0.5–1 mg/kg 或 d-安非他明 5 mg/kg);立柱试验(患侧前爪接触次数↓);步态/细杆。
3–4 周:TH 免疫立体计数(SNpc)、纹状体 TH 终末密度;HPLC-DA;Iba1/GFAP。
成功标准:SNpc TH+ 细胞≥50–70% 单侧丢失,旋转不对称显著。
避坑要点
📏 读数体系|至少“三联证据”并行
1) 行为学(运动为主,兼顾非运动)
转棒(Rotarod):学舌后测试;潜伏跌落时间↓。
细杆(Beam/Pole test):转身/下杆时间↑。
立柱(Cylinder):患侧前爪支撑比例↓(6-OHDA尤敏感)。
步态(CatWalk/Footprint):步长、支撑相、摆动相。
握力/吊网:肌力与耐力。
非运动:嗅觉掩埋食物、肠道推进试验、焦虑/抑郁样(EPM/NSF)按需选用。
2) 组织学/病理
TH 免疫:SNpc 立体计数(避免仅看切片OD);纹状体 TH 终末密度。
神经炎症:Iba1(微胶质)、GFAP(星形胶质)形态与密度;炎症因子 ELISA/qPCR。
线粒体:复合体 I 活性、TEM、ROS/MDA/GSH。
3) 神经化学/电生理
🧯 常见翻车点与解决
MPTP 表型弱/不稳:批次差/体温低 → 固定批次与注射时段;保温;避免 MAO-B/DAT 干扰药。
6-OHDA 术后表型差:回流/坐标偏差 → 慢速注射+驻针 5–10 min;按体重微调坐标;地昔帕明保护别漏。
行为假阳性:运动能力差或焦虑干扰 → OFT/握力作为控制,固定测试顺序(低应激→高应激)。
3 行快读
小鼠 PD 模型主流三系:神经毒素(MPTP、6-OHDA)、蛋白质病理(α-突触核蛋白 PFF/AAV 过表达)、遗传模型(SNCA/LRRK2/Parkin/PINK1 等)。
读数不靠单一行为:运动表型(转棒/细杆/立柱/步态)+ 多巴胺系统(TH 免疫+立体计数/HPLC-DA)+ 病理(pSer129-α-syn、神经炎症、线粒体功能)三联证据最可靠。
先问科学问题再选模型:线粒体/氧化应激?蛋白聚集与传播?免疫炎症?药效筛选?不同问题→不同模型与时间窗。
🎯 选型决策树
线粒体-氧化应激/药效快筛 → MPTP(系统注射)
单侧纹状体/黑质脱多巴胺、稳定“偏瘫”表型 → 6-OHDA 立体定位注射
α-syn 聚集与病理传播 → PFF(preformed fibrils)接种
长期过表达/细胞自主毒性 → AAV-SNCA(或A53T)黑质注射
家系突变/通路遗传 → LRRK2-G2019S、SNCA-A53T、Parkin/PINK1/DJ-1、GBA1(多为轻/慢性、与诱发结合更稳定)
🧪 两套常用的小鼠 PD 模型 SOP
下述为主流文献范围与新手友好剂量,不同批次/体重/载剂差异显著;务必先做小样试验并遵守伦理与化学/生物安全。
SOP 3|α-突触核蛋白 PFF 接种(聚集与病理传播)
原理:体外聚集的 α-syn 纤维(PFF)在脑内“播种”,诱导pSer129-α-syn 病理沿神经网络传播,随后迟发性 DA 神经元丢失。
适用:蛋白聚集/传播、炎症-胶质反应、长期药效。
关键材料与质控
时间线与读数
1–2 月:pSer129-α-syn 病理在纹状体/皮层/黑质出现;轻度行为改变。
3–6 月:SNpc TH+ 细胞丢失 30–50%,运动表型稳定;炎症读数(Iba1/GFAP)上升。
兼做:溶酶体-自噬、线粒体、突触蛋白改变;消化道/嗅球播散可作为“肠-脑轴/嗅球起源”变体。
避坑要点
SOP 4|AAV-SNCA 过表达(慢性细胞自主毒性)
原理:AAV(2/5、2/6、9 等)介导 SNCA(野生型或 A53T)在黑质 DA 神经元过表达→α-syn 聚集/应激/迟发性死亡。
适用:基因-药物干预、时序可控、表达剂量可调。
要点
载体与启动子:TH/PRSx8/EF1α 等,滴度 ≥1×10¹² vg/mL;注射 1–2 µL/侧。
时间线:4–8 周出现轻中度行为缺陷;8–12 周 TH 下降与 pSer129-α-syn 上升;炎症与突触改变同步。
验证:qPCR/Western(SNCA)、TH 免疫、pSer129-α-syn、Iba1/GFAP;行为同上。
避坑要点
📅 典型时间线(整合版)
MPTP(亚急性):Day 1–5 注射 → Day 7 行为 → Week 2 TH/HPLC。
6-OHDA(纹状体):术后 Week 2–3 行为 → Week 3–4 取材。
PFF:术后 Month 1–2 病理出现 → Month 3–6 TH↓ + 行为。
AAV-SNCA:Week 4–8 行为 → Week 8–12 病理/TH↓。
🧑⚕️ 伦理与安全(必须遵守)
IACUC/等同伦理审批;最小动物数量与人道终止标准(体重↓>15%、行动不能、体温过低)。
化学品安全:MPTP/6-OHDA 设专门操作区,废液与垫料按危化/医疗废物处理。
生物安全:PFF/AAV 均按 BSL-2;锐器/污染物分类高压或化学灭活。