周细胞调节BBB参与PD小鼠神经损伤的机制研究

Our pilot research and reports suggest that pericyte damage and blood brain barrier(BBB) dysfunction are intimately associated with parkinson’s disease(PD). However, it remains ambiguous how pericyte damage contributes to the pathogenesis of PD. As it has been well established that pericyte plays a key role in the structure maintenance and functional regulation of BBB, and α-synuclein accumulation, Lewy body formation and neuroinflammation promote the the pathogenesis of PD, we hypothesize that pericyte damage leading to BBB dysfunction, further leading to α-synuclein accumulation, Lewy body formation and neuroinflammation, is an important part of the pathogenesis of PD, and appropriate regulation of this part may defer the process of PD..In this research, we are going to continue our study by establishing a PD mouse model through injecting 6-OHDA into striatum stereotactically, then to explore the correlation of pericyte damage, BBB dysfunction, α-synuclein accumulation, Lewy body formation neuroinflammation and dopaminergic neuron damage. With the help of two-photon and confocal imaging, immunofluorescence, CUBIC and western blot, the research will be carried out step by step from perspectives of animal behavior, histopathology and molecular biology. This research will provide an important experimental basis for elucidating the pathogenesis of PD, and lay an important theoretical foundation for developing new treatments for PD.

我们的前期研究与文献提示，周细胞损伤及BBB功能障碍与PD发病密切相关。然而，目前尚不明确周细胞损伤参与PD发病的具体机制。鉴于周细胞对BBB结构维持和功能调节至关重要，而α-突触核蛋白聚集、Lewy小体形成、神经炎症反应对PD发病有明确促进作用，我们假设，周细胞损伤后BBB功能障碍，继而导致α-突触核蛋白聚集、Lewy小体形成及神经炎症反应，是导致PD发病的重要环节，而对这一环节的适当调控或可延缓PD进程。.本研究将以6-OHDA诱导的PD小鼠为对象，通过对周细胞缺陷的转基因小鼠和正常小鼠的对比分析，借助双光子共聚焦成像、CUBIC透明化、免疫荧光、WB等技术，从动物行为学、组织病理学、分子生物学三个方面深入探究周细胞损伤、BBB功能障碍、α-突触核蛋白聚集、Lewy小体形成、神经炎症反应在PD小鼠神经损伤中的作用，为阐明PD发病机制奠定重要实验基础，为开发新的PD治疗方法提供新思路。

血脑屏障（blood brain barrier，BBB）功能障碍对于帕金森病（Parkinson’s disease，PD）发病的作用初见端倪，然而有关两者关系的研究仍然十分有限，两者间的深层关系仍有待进一步探索。本研究以6-OHDA诱导的PD小鼠为载体，深入探讨了PD发病中的BBB功能障碍及其对PD发病的具体作用。本研究分三部分展开，在第一部分，我们探讨了BBB功能障碍的评估方法，确立一种直观且便于量化的BBB功能障碍评估手段。在第二部分，我们成功构建了6-OHDA诱导的PD小鼠模型，并对其行为特征、病理改变、BBB损伤情况及变化规律进行了深入分析。在第三部分，我们对比分析了BBB功能障碍的apoE¬-/-小鼠与正常C57BL/6J小鼠在接受6-OHDA造模后行为学及神经损伤的差异，以探究BBB功能障碍是否是促使PD小鼠神经损伤的一个因素，并采用BBB保护剂—活性蛋白C（activated protein C, APC）干预PD小鼠，以探究通过修复受损的BBB能否达到改善PD小鼠神经损伤的目的。通过该研究，我们发现，基于Evans blue（EB）和高分子量FITC-Dextran联合应用的方法有助于我们直观且量化地呈现某一具体脑区的BBB功能功能状态。借助该方法，我们观察到PD小鼠注射侧CPu和SNc区均会出现BBB功能障碍，这种BBB功能障碍在造模后早期明显，随后逐渐恢复，这种BBB功能状态的恢复同时伴随着PD小鼠SNc区多巴胺（dopamine, DA）神经元损伤的逐渐趋缓（术后1天、3天、1周、3周、5周PD小鼠注射侧SNc区DA神经元残余比例分别为0.99±0.05、0.73±0.07、0.61±0.09、0.36±0.11、0.26±0.07），提示BBB功能障碍的改善可能是PD小鼠神经损伤改善的一个因素。通过BBB功能缺陷的apoE-/-小鼠与正常C57BL/6J小鼠对比，我们发现，apoE-/-小鼠在造模后行为学改变及DA神经元损伤更为严重，而采用APC干预后，PD小鼠的行为学和DA神经元损伤均呈现显著改善，提示BBB功能障碍是PD小鼠神经损伤的一个因素，而通过修复受损的BBB则有助于改善PD小鼠的神经损伤。该研究为我们理解PD发病机制提供了新的视角，或许能为PD治疗手段的开发提供新的思路。