神经胶质细胞在帕金森病发病机制中的作用

【摘要】：目的：帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种常见的神经系统变性疾病，以中脑黑质致密带富含黑色素的多巴胺(dopamine，DA)能神经元变性、死亡和Lewy小体的出现为主要特点。本病致残率较高，但是其确切的病因和发病机制尚至今未明。值得注意的是既往的研究中多是从DA能神经元的角度来探索PD的病因和发病机制，而在PD患者和PD 动物模型中，除了大量的DA能神经元缺失外，中脑黑质区域和Lewy小体周围还有胶质细胞的大量的增生。既往认为胶质细胞的增生只是DA能神经元变性、死亡的继发现象。随着对DA能神经元变性、死亡的机制的研究的不断深入发展，人们开始认识到单单从DA能神经元自身为切入点，似乎很难解决这一难题。由于胶质细胞在脑内存在着数量上的绝对优势，并且神经元和神经胶质细胞有着复杂的密切的相互作用，因此胶质细胞的某些功能改变可能会改变DA能神经元的“命运”。而正常的人群或啮齿类动物中又观察到随着年龄的增加，小胶质细胞的数量也在增加，并且其分泌某些前炎症细胞因子（pro-inflammatory factors）的能力也得以增强。由于PD好发生于老年人，这就使人们很自然地联想到PD与小胶质细胞的激活之间可能存在某种必然的联系。流行病学的资料显示，早年具有脑损伤史、宫内感染或内毒素暴露史与后来PD的发生呈正相关。这些资料提示：小胶质细胞的激活还可以作为一种背景因素参与PD的发生。因此人们开始注意到了胶质细胞增生这一重要而常常被忽视的病理改变，并且提出胶质细胞可能参与了DA能神经元变性、死亡的过程。 鉴于6-OHDA诱导的大鼠偏侧PD模型亦是经典的PD模型之一，而且此种PD模型中神经胶质细胞是否参与PD的发病机制目前尚未见报 WP=29 道。本实验应用6-OHDA注入大鼠一侧纹状体内制备大鼠偏侧PD模型，观察黑质致密部DA能神经元的缺失、胶质细胞数目的变化及肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-alpha,TNF-α）表达水平的变化,进一步探讨胶质细胞在PD发病机制中的作用。 方法：48只Wistar大鼠用于模型制作26只，假手术组6只，正常对照组6只。采用立体定向术将神经毒素6-羟基多巴（6-hydroxydopamine, 6-OHDA）注入大鼠右侧纹状体内，制备PD动物模型。假手术组以生理盐水代替6-OHDA。观察PD大鼠中脑黑质DA能神经元缺失和胶质细胞的增生和激活情况，并采用免疫组化方法观察TNF-α表达水平的变化。显著性水准为0.05。 结果：模型组右侧黑质致密部DA能神经元的数目明显减少,伴有星形胶质细胞和小胶质细胞数目的明显增高。 TNF-α在模型组右侧黑质和纹状体内有阳性表达，且主要分布在激活的小胶质细胞上；而模型组的左侧及正常对照组右侧的黑质和纹状体内则未出现TNF-α的阳性表达。假手术组左侧纹状体虽然在HE染色切片上有小胶质细胞的增生，但免疫组化病理观察，并未见抗TNF-α的阳性表达。 结论： 6-OHDA纹状体注射法制备的PD模型中，神经胶质细胞参与了DA能神经元的变性和死亡。小胶质细胞的激活和增生在PD的发病机制中有重要的作用。可能是通过TNF-α等细胞因子，导致或参与DA能神经元的大量的变性、死亡。以抑制小胶质细胞的激活作为靶点的药物研究有可能为PD的治疗提供新的思路。 既往对于PD病因和发病机制的研究多是从DA能神经元的角度进行的。然而近年来，人们开始注意到PD脑病理改变中的另一个重要的但常常被忽视的现象，即胶质细胞的增生和激活。无论是在PD患者的剖检标本还是在经典的由MPTP诱导的小鼠PD模型中，均可发现中脑黑质区域除了大量的DA能神经元缺失外，还伴有胶质细胞的大量的增生。 WP=30 本实验在另外一种经典的PD模型上，即应用6-OHDA注入大鼠一侧纹状体内制备的大鼠偏侧PD模型， 观察到了DA能神经细胞脱失伴有胶质细胞的增生。可见，神经胶质细胞的增生和激活在PD的病理改变中具有普遍的意义。在假手术组以生理盐水注射入右侧纹状体后亦可小胶质细胞的增生，但却无TNF-α的阳性表达。所以增生的小胶质细胞可能在某些方面存在着不同的亚群。特定亚群的小胶质细胞通过TNF-α等参与了DA能神经元变性、死亡。 实验中观察到了模型组的右侧黑质致密部有星形胶质细胞的大量增生，说明星形胶质细胞参与了DA能神经元的变性过程，但是这把既有保护作用又有破坏作用的“双刃剑”在PD时DA能神经元选择性的变性死亡这个过程中发挥了怎样的作用呢？我们尚需要在今后的工作中进一步阐明。而6-OHDA如何激活小胶质细胞的特定亚群，不同的胶质细胞亚群在PD发病机制中的具体作用和作用机制等，也是进一步要阐明的问题。如果我们对神经胶质细胞在PD发病机制中的作用有了确切的认识和全面的了解，将会为人类阐明PD的确切的发病机制带来一屡希望的曙光，为从神经胶质细胞的角度开发有效的PD治疗药物供新的有力的“药靶”。