百草枯诱导帕金森小鼠模型的肠道时间依赖性改变及脑肠轴联系初步探究

作     者：王楷栋 张冰洋 张宝馥 黄敏 Wang Kaidong;Zhang Bingyang;Zhang Baofu;Huang Min

作者机构：宁夏医科大学公共卫生与管理学院职业卫生与环境卫生学系银川750004 宁夏环境因素与慢性病控制重点实验室银川750004 

出 版 物：《中华劳动卫生职业病杂志》 (Chinese Journal of Industrial Hygiene and Occupational Diseases)

年 卷 期：2022年第40卷第3期

页      面：161-169页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

基　　金：宁夏自然科学基金重点项目(2020AAC02018) 中国科学院2020年度"西部之光"人才培养计划(XAB2020YW14) 

主　　题：帕金森病 脑肠轴 肠道 百草枯 小鼠 

摘      要：目的观察腹腔注射百草枯(PQ)构建的帕金森(PD)小鼠模型的肠道时间依赖性改变,初步建立脑肠轴的联系。方法于2019年10月,将48只小鼠随机分为染毒4周(P-4)组、染毒6周(P-6)组、染毒8周(P-8)组、对照4周(C-4)组、对照6周(C-6)组、对照8周(C-8)组,每组6只。染毒组腹腔注射15 mg/kg PQ溶液,对照组腹腔注射生理盐水(0.2 ml/20 g),每周2次。分别于初始状态(0周)及4、6、8周末次给药后,通过神经行为学测试(旷场、爬杆、悬尾及高架十字迷宫实验)评估小鼠的情绪变化和运动功能;收集小鼠1 h粪便,计算粒数及含水量评估肠道功能状态;免疫印迹实验检测小鼠中脑黑质区α突触核蛋白(α-syn)、酪氨酸羟化酶(TH),结肠闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、闭合蛋白(Occludin),炎症标志物分化抗原簇分子11b(CD11b)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、白细胞介素-1β(IL-1β),神经元标志物β-微管蛋白-Ⅲ(βⅢ-tubulin)、α-syn蛋白的表达水平;免疫组织化学染色检测结肠紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达水平;免疫荧光染色检测中脑黑质区TH表达水平及结肠神经元标志物βⅢ-tubulin和磷酸化(S129)α突触核蛋白(Ser129α-syn)共定位。结果与初始状态(0周)和C-8组比较,P-8组小鼠爬杆测试得分和静止时间明显增高,活动总路程、平均活动速度、开放臂进入次数百分比和1 h粪便粒数明显降低(P0.05);染毒后,模型小鼠1 h粪便含水量先升高后降低,P-4组和P-6组明显高于相同时间点对照组,P-8组明显低于初始状态(P0.05)。与对照组(C-8组)、P-4组和P-6组比较,P-8组小鼠ZO-1、Occludin蛋白表达水平明显降低(P0.05)。与对照组比较,P-4组小鼠早期炎症标志物CD11b和IL-1β表达水平明显升高(P0.05);与对照组和P-4组比较,P-6组和P-8组小鼠CD11b、iNOS、HMGB1和IL-1β表达水平明显升高(P0.05)。与对照组和P-4组比较,P-8组小鼠结肠βⅢ-tubulin表达水平明显降低,α-syn和Ser129α-syn表达水平明显升高(P0.05);模型小鼠结肠Ser129α-syn与βⅢ-tubulin表达水平呈负相关(rs=-0.9149,95%CI:-0.9771~-0.7085,P0.001);Ser129α-syn和βⅢ-tubulin在结肠肌间神经丛区域共定位随染毒时间逐渐增多。与对照组、P-4组和P-6组比较,P-8组小鼠中脑黑质区TH表达水平明显降低,α-syn和Ser129α-syn表达水平明显增加(P0.05);模型小鼠中脑黑质区Ser129α-syn与TH相对表达水平呈负相关(rs=-0.9716,95%CI:-0.9925~-0.8953,P0.001)。结论通过腹腔注射PQ成功构建PD小鼠模型,且模型小鼠肠道功能呈时间依赖性降低,初步确定异常聚集的α-syn可能是沟通脑肠轴的重要物质之一。