基因表达谱芯片技术在帕金森病研究中的应用进展
应用于帕金森症药物治疗的新型纳米技术
应用于帕金森症药物治疗的新型纳米技术2015-08-18 作者：YQhuang帕金森症简介帕金森病（Parkinsonism′disease, PD）是一种常见的进行性中枢神经变性疾病，好发于中老年人。
随着社会逐步进入老龄化，PD患病人数有增加趋势。
PD属于运动障碍性疾病，临床主要症状是静态性震颤、僵硬、行动迟缓、走路困难等，随着时间的延长，病情呈进行性加重，严重影响病人的生活质量，给社会和家庭带来了严重的负担。
纳米药物载体在帕金森症药物治疗上的应用多巴胺运载系统Trapani等人将多巴胺装载在壳聚糖纳米粒子中，药物在小鼠体内吸收后发现纹状体多巴胺生成增多，并且跨越MDCKII-MDR1细胞转运也有所增加。
在另一项试验中，为了减少帕金森症口服药物治疗的副作用，Pillay等人设计了一种定点释放多巴胺的颅内纳米装置，体内和体外试验结果表明，多巴胺在脑脊液中的浓度相对与全身浓度显著升高。
多巴胺受体激动剂运载系统Esposito等人将多巴胺受体激动剂溴麦角环肽包封在纳米结构脂质载体中，这种纳米结构的脂质是由三硬脂酸甘油酯构成，以泊咯沙姆188作为稳定剂，提高了小鼠体内溴麦角环肽的半衰期。
另外Md等人将溴麦角环肽包裹在壳聚糖纳米粒子中制成鼻内剂，对帕金森症模型的小鼠体内实现鼻腔入脑的运转。
也有研究者将阿朴吗啡包裹在单硬脂酸甘油酯的纳米粒子中来提高口服生物利用度和大脑区域分布。
Hwang等人将阿朴吗啡包裹在全氟化碳纳米气泡中来提高稳定性并减少注射剂量。
纳米气泡由椰子油和全氟戊烷作为内相，由磷脂和胆固醇作为外相。
这种剂型可保护阿朴吗啡不被降解，从而使其具有延长和持续释放的性质，在进行超声研究时，当作用于纳米气泡的超声为1 MHz时，药物释放会增加。
多巴胺前体运载系统Kondrasheva等人设计了一种新型的左旋多巴纳米载体，这种剂型是由聚乳酸纳米粒子制成鼻内剂，可以维持持续的运动功能恢复提高帕金森症小鼠模型的药效。
生物技术在帕金森病中的应用
生物技术在帕金森病诊断和治疗中的应用近年来随着人口老龄化的发展，帕金森病的发病率也呈上升趋势。
帕金森病的主要是黒质多巴胺能神经元的进行性变性死亡、残存神经元DA合成能力降低，导致纹状体DA神经递质的不足，从而对锥体外系的运动调节功能失调。
目前普遍认为PD是有多种因素导致的，在遗传、环境及衰老等多因素的相互作用下，通过线粒体功能衰竭、氧化应激、免疫异常、细胞调亡、钙超载等机制，致黑质多巴胺能神经元大量变性丢失而发病。
生物技术在帕金森病中的诊断线粒体功能衰竭：目前认为线粒体功能缺陷的原因与线粒体基因组的异常相关。
多个实验已证实PD患者中线粒体DNA(mitochondrialDNA, mtDNA)突变明显高于正常人，证实mtDNA损伤是复合体工功能缺陷的关键因素，参与编码complex工基因的多态性与PD的易感性有关。
所以可以利用生物技术将PD患者的线粒体与线粒体缺失的正常细胞融合，检测complex工活性。
若活性下降很大，则说明是PD患者。
氧化应激：目前多数研究者认为氧化应激是黑质多巴胺能神经元选择性损伤的关键因素，黑质DA能神经元的生理生化特点，极易处于氧化应激状态。
过氧化氢酶和GSH-pX都是自由基的有效清除剂，可以灭活自由基使细胞免受氧化损伤。
PD病人的黑质中过氧化氢酶和GSH-Px含量轻度减少。
所以可以利用生物技术方法检测病人黑质中过氧化氢酶和GSH-Px的含量。
免疫异常：在PD患者脑中，小胶质细胞异常激活，主要分布于死亡的DA能神经元周围。
小胶质细胞的激活可促进反应性氧化物(H2O2, O2-,NO,等)和毒性细胞因子(TNF- a、IL-1β、IL-6、IFN- y等)的释放，引起氧化应激和线粒体功能障碍，加重神经元的损伤。
小胶质细胞的激活还可使金属基质蛋白酶的表达显著增加，降解细胞外基质成分，对神经元膜的结构和功能造成破坏。
所以可以利用生物技术手段检测反应性氧化物、毒性细胞因子和金属基质蛋白酶的含量是否超标。
基因芯片技术在基因表达研究中的应用
基因芯片技术在基因表达研究中的应用随着现代科学技术的不断发展，基因芯片技术作为一种新兴的科学技术，引起了人们的广泛关注。
基因芯片技术是一种基于DNA 光学成像技术的高通量分析技术，能够以高效的方式同时识别和监测上千个基因，并且可以用于大规模、高通量的基因表达研究。
一、基因芯片技术的原理基因芯片技术通过特定的方法把数万个 DNA 片段置于一个非常小的芯片上，在每个 DNA 碎片的位置上附着荧光分子或其他化学分子，然后监测每个位置上分子的光信号来测量每个 DNA 片段的实时表达情况。
通过这种方法，可以大规模地研究生物体内基因的表达模式，以及这些表达模式与生物体的生理状态和疾病发生的关系。
二、基因芯片技术是一种非常有前景的新兴分析技术，可以广泛应用于生命科学领域的基因研究、基因表达分析和疾病诊断。
下面我们将重点介绍基因芯片技术在基因表达研究方面的一些应用。
1、基因表达谱分析基因芯片技术不仅可以识别和量化单个基因的表达，同时还能够同时测量并比较限定的许多基因。
这种方法的产生使学者们无需单独的克隆和筛选，也不需要对基因的序列信息有很深的了解，就可以大规模快速、全面地分析基因表达谱。
举个例子，基因芯片技术可以在一个非常短的时间内分析一组基因的表达情况，通过分析，把不同结构和功能基因的表达情况可视化，这有助于学者们理解基因和生物体之间的关系。
这一应用在生命科学领域中被广泛使用。
2、发现基因与疾病之间的关系基因芯片技术不仅可以发现表达谱在基因水平上的变化，同时还能够帮助学者们发现与某些疾病有关的基因。
基因芯片技术通过对于基因的大规模分析，可以大大缩小关键基因的范围，这对于医学研究者来说，是一个极为宝贵的资源。
3、建立生命科学数据库基因芯片技术还可以通过全面的基因识别研究，为构建生命科学数据库作出重要贡献。
基因芯片技术可以获取基因表达谱信息，用以建立相应的数据库，这有助于学者们研究生物体的生理状态、基因调控网络的建立和控制机制的研究等方面。
基因表达谱芯片技术在帕金森病研究中的应用进展
物模型的基 因表达 数据 。多 巴胺 神经元 培养物模 型 具有更好 的一致性 ， 更有利于使用基因表达谱芯片 技术观察 基因表达变 化 。有人 用 ＭＰ Ｐ＋和 ６ＯＨ Ａ 处 理两 种 多 巴胺 能 细胞 株 － Ｄ （ Ｍ９ Ｎ Ｄ和 Ｓ ７ １ 产 生中等程度 的细 胞死亡 。在 ＭＰ ＋和 Ｎ４ ４）， Ｐ ６０Ｈ Ａ处理 的 ＭＮ９ － Ｄ Ｄ细胞 中都观察到未折 叠蛋 白反 应相关 基 因， 如转录因子 Ｃ ＯＰ Ｇ Ｄ１３ 达升高 。同时蛋 白定量 Ｈ ／ ＡＤ ５ 表 分析发现 ＭＰ ＋和 ６ＯＨ Ａ处理后与未折 叠蛋白反 应相关 的 Ｐ － Ｄ 蛋 白， Ｐ ＲＫ和 ｅＦ 磷 酸化 程度增 高［。对 Ｓ ４４ 如 Ｅ Ｉ２ ６ １ Ｎ ７１细胞 的基 因表达谱芯片 分析发现 ， Ｅ 氧 应激相 关基 因 （ 线粒体 电 如 子传递链亚单位）囊泡转运蛋 白（ 、 如突触融合 蛋 白 ８以及路易 ） 体成分 、 血红蛋 白氧 Ｎ－ Ｅ １表达升 高 ｓ。尽管对 细胞 培养模 ］ 型进行基 因表达谱芯片研究能获得较 高的信 噪比 ， 有助于发现 基 因表达改变 ， 但是培 养细胞 并非真正 的有 丝分裂后 神经 元 ， 细胞培养环境也不能真正模拟八脑 的微 环境 ， 八脑微 环境能 而 够影响多胺神经元损伤后黑质纹状体系统基 因表达的改变 。 １ ２ 遗传性 Ｐ Ｄ模型 的基 因表 达谱芯 片研究 最常 使用 的遗 传性 Ｐ Ｄ模 型是 一 突触核蛋 白（— ） Ｓ 转基因模 型 。 果蝇 中 在 高表达 Ｓ Ｎ基 因后对全基 因组表达水平进行观察 ， Ｙ 并检测从 临床前期到疾病晚期所有时间点 的基因表达 改变 ］结果发现 ， ５ 种有 改变 的基 因中很 多都 出现在 疾病早 期 ， ０ 提示与 脂质 、 膜 转运和能量稳态有 关的基 因在 神经元 变性之前就 已 经发生 改 变 。当然也不能忽略果蝇 Ｓ Ｎ 转基 因模型 发病机制 与人类 —Ｙ Ｐ Ｄ发病机制之 间存在差异 ， 随着小 鼠等 其它 Ｓ Ｎ 转基 因模 Ｙ 型研究的进展 ， 以和果 蝇模 型进行 比较 ， 可 并得 出更 接近于人 类 ｍ 发病机制 的结果 。 １３ 原发性 Ｐ Ｄ患者基 因表达 谱芯片 研究 神 经毒素 ｍ 模 型和转基 因模型可较好模 拟人类 Ｐ Ｄ的主 要发病机制 ， 所有 的 研究均发现 Ｐ Ｄ模 型中某些特殊基 因表达 改变 ， 但还 没有一个 完美的动物模型能够复制人类 Ｐ Ｄ的所有特征 。现在 已 经进行 有几项 Ｐ Ｄ尸检标本 的基 因表 达谱芯片研 究［ ］ １ 。与 ＭＰ ｏ” ＴＰ 小鼠模型相似 － 尸检标 本 中也 发现突 触基 因 、 粒 体相关基 在 线 因、 Ｅ 氧ｆ应激 和泛 素蛋白酶体功能相关 基 因表 达的改变 。尤其 是分子伴侣 、 蛋白降解系 统等 表达降低 ， 导致多 巴胺 神经元 内 蛋 白异常折叠 、 聚集 ， 可能是 多 巴胺神 经元变性 死 亡的重要 这 机制 。另外氧 应激 、 Ｅ 炎症反 应 、 以及 细胞 周期蛋 白表达升 高 ， 导致细胞周期异常启动都参与 Ｐ Ｄ发病过程 。某些基因表达 改 变还可以作为神经元 变性 的早期 标志 ， 但是在 人群 中 ， 因表 基 达的改变除与 Ｐ Ｄ病程有关外 ， 还可能与遗传 背景 、 性别 、 龄、 年 种族和地理环境有关 ， 因此对 Ｐ Ｄ患者进行基 因表达 谱芯 片研 究时必需注意到这些 因素的干扰 。
病毒载体在帕金森病基因治疗中的最新进展与应用
・
２ ・ ２
医 研究 学 杂志 ２１年１月 ０１ ２ 第４卷 第１期 Ｏ ２
疗 的新途 径 。
・医学 前 沿 ・
基 因组短 ， 于重组 Ｄ Ａ操 作 ， 便 Ｎ 载体 不影 响外 源基 因
的 表 达 和 调 控 ， 超 感 染 没 有 免 疫 原 性 ， 对 同 一 细 对 可
・
医学 前 沿 ・
病 毒 载 体 在 帕 金 森 病 基 因 治 疗 中 的 最新 进 展 与应 用
王 兰 英 霍 丽 蓉
帕 金森 病 （ ａｋｎｏ ｉ ａｅ，Ｐ ） 一 种是 以 Ｐ ｒｉｓｎ Ｓ ｓ ｓ ｄｅ Ｄ 是 中脑 黑 质多 巴胺 能神 经元 变性 坏死 、 巴胺合 成减 少 多 为 特征 的 中枢神 经 系统 退 行 性 疾 病 。 目前 治疗 手 段 主 要有 药 物 治 疗 、 术 治疗 、 因治 疗 。传 统 药物 只 手 基 能减 缓症 状但 不 能阻止 病情 的发 展 ， 且会 引起 药物 不 良反 应 。而 手术 治疗 帕金森 病 ， 如深 部脑 刺激 术 的治
移 的载体 主要 有 病 毒 载 体 系 统 和非 病 毒 载 体 系 统 。
其 中非 病毒 载体 存 在转染 效率 不 高 、 达 时间过 短 和 表 靶 向性 问题 等 缺点 ， 在技 术上 有待 提 高 。而病 毒 载体
表达 持续 时 间短 的缺点 ， 而且 腺病 毒 自身免 疫 源性 比 较 高 ， 对其 他病 毒 毒 性 比较 大 ， 易 引起 宿 主 的 免 相 容
障受体 ， 其通 过 血 脑屏 障。相 比较 而 言 ，病毒 载 体 使 系统在转染 效率 和靶 向性方面具 有明显 的优 势 。 病 毒 载 体 介导 基 因转 移治 疗 帕金森 病 的原 理是 通 过在 分子 、 因 水平 上 操 作 ， 病 毒 基 因组 中的某 基 将
帕金森病研究进展
帕金森病研究进展帕金森病是一种神经退行性疾病，主要由于脑部多巴胺产生的神经元的变性和死亡导致，最终会导致运动障碍、震颤、肢体僵硬等症状。
虽然帕金森病目前还没有根治方法，但研究人员在不断努力寻找治疗方法和延缓病情进展的方法。
下面将介绍一些帕金森病研究的最新进展。
1. 深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）：DBS是通过植入脑部电极来改善帕金森病症状的方法。
最近的研究发现，DBS不仅可以有效缓解运动障碍，而且还可以改善一些非运动症状，如抑郁和焦虑等。
此外，研究人员还在尝试用DBS来改善帕金森病相关的认知功能退化。
2.基因治疗：基因治疗是利用基因工程技术来治疗疾病的方法。
一项最新的研究发现，通过将特定基因递送到帕金森病患者的脑部神经元中，可以显著减少多巴胺神经元的退化，并改善运动功能。
这一研究表明基因治疗可能成为帕金森病治疗的一种新方法。
3.干细胞疗法：干细胞疗法是利用干细胞的自我更新和多向分化能力来修复或替代受损组织的方法。
近年来，研究人员发现通过将干细胞移植到帕金森病患者的脑部，可以促进多巴胺神经元的再生，并改善运动功能。
虽然目前还存在一些技术和伦理问题，但干细胞疗法在帕金森病治疗中仍然具有很大的潜力。
4. 脑机接口（Brain-Machine Interface, BMI）：脑机接口是一种通过将人脑与外部设备连接起来，实现脑信号控制外部设备的方法。
近年来，研究人员发现，通过将脑机接口应用于帕金森病患者，可以帮助他们恢复部分运动功能。
这种技术的发展可能为帕金森病患者提供更好的生活质量。
除了上述治疗方法的研究进展外，还有一些其他的研究方向也在努力寻找帕金森病的治疗方法。
例如，一些研究人员正在研发新的药物来改善帕金森病的症状，并减少其副作用。
另外，一些研究人员还在研究帕金森病的致病机制，以便更好地理解该疾病，并找到新的治疗目标。
总的来说，帕金森病的研究正在不断取得新的进展。
意大利科学家研发帕金森症基因疗法
意大利科学家研发帕金森症基因疗法
帕金森症是一种常见的中老年人神经系统变性疾病会严重影响患者生活质量并为患者和家庭带来
沉重压力 从全球对老龄化社会的研究看帕金森患病率逐年递增为社会带来沉重负担 帕金森症的治
疗是当前国际生命健康领域重要研究课题之一
目前的研究认为患者大脑中的 "-突触核蛋白等毒性物质在多巴胺神经元脑细胞中堆积导致神经
元死亡或功能障碍引发帕金森症 意大利国家研究委员会研究人员发现大脑中的毒性物质通常会被
QRD# 基因产生的酶 处置 而帕金森病患者体内该酶作用能力较弱 在 %S的患者体内观察到 QRD# 基
因突变产生的酶基本没有发挥作用
世界卫生组织估计世界范围内有超过 & %"" 万人患阿尔茨海默病这个数字在 !"&" 年可能会翻一 番 而与痴呆症相关的脑部疾病例如血流量减少等可能会出现数年时间却得不到患者的注意因为人 脑具有认知储备即当大脑的某一部分出现缺陷其他部分会对其进行补偿 对认知退化的早期监测至关 重要因为在这一时期治疗阿尔茨海默病最见效
基于上述思路研究人员提出了新的基因治疗方法即为患者神经细胞提供 修正 基因以产生正常
的酶 研究人员还使用了一种新的治疗载体能够有效穿越血脑屏障并扩散到整个大脑释放治疗性基因
目前该项工作已完成小鼠实验结果表明新的治疗方法在小鼠大脑大部分区域阻止或减缓了毒Biblioteka 物质的积累有效地保护了神经元
来源科技部
%
在实验中脑灌注减少现象在轻度认知损害者身上和部分健康受试者身上都出现了而后者接下来 便开始出现认知退化现象 这一研究结果表明即便受试者灌注量减少此人可能在当下依旧保持正常认 知状态但最终会出现认知缺陷
生物芯片技术在基因表达谱分析中的应用
生物芯片技术在基因表达谱分析中的应用基因表达谱分析是研究生物体中所有基因的表达活动的过程。
通过分析基因表达谱，我们可以了解基因在不同生理状态下的表达水平及其调控机制，从而揭示生物的生理和病理过程。
然而，由于人类基因组中含有数万个基因，传统的分子生物学实验方法相对耗时且费力，难以满足大规模基因表达谱分析的需求。
而生物芯片技术的出现为基因表达谱分析带来了革命性的突破。
生物芯片技术利用微加工技术制备出具有特定功能的微芯片，可同时检测大量基因的表达。
其工作原理基于互补配对的碱基识别，通过固相法将大量的探针（probe）固定在芯片表面。
当目标基因样品与芯片上的探针发生互补配对，便可检测到基因的表达水平。
这种高通量、高灵敏度的方法，使得基因表达谱分析研究不再受到基因数量的限制，具有极高的实验效率和可行性。
在基因表达谱分析中，生物芯片技术的应用主要包括两方面：基因检测和基因表达定量。
首先，生物芯片技术可以用于基因检测。
通过设计一系列与待检测基因序列互补的DNA探针，并固定在芯片表面上，可以快速、高效地检测目标基因是否存在。
当待测样品与芯片上的探针序列互补匹配时，探针序列受到样品的靶向结合，形成荧光信号。
通过对芯片上信号的检测和分析，可以确定目标基因在样品中的存在与否，从而实现基因的快速筛查。
这种方法广泛应用于生物医学研究、临床诊断和药物开发等领域。
其次，生物芯片技术还可以进行基因表达定量。
通过将不同基因的探针组合在一起，形成芯片上的基因表达谱图案，可以一次性检测样品中大量基因的表达水平。
此外，芯片上的探针还可以是荧光标记的，当目标基因与其互补配对时，可通过荧光检测技术测定基因的表达量。
相比传统的基因表达分析方法，生物芯片技术具有试剂用量少、重复性好以及高通量等优势，大大提高了实验效率和数据准确性。
总之，生物芯片技术在基因表达谱分析中的应用为生物医学研究提供了便利，并在临床诊断和药物研发中发挥了重要作用。
这项技术的快速发展与不断创新，将进一步推动基因表达谱的研究，为我们深入了解生物体内基因调控提供更多机会。
散发帕金森病LRRK2基因G2019S的突变研究
散发帕金森病LRRK2基因G2019S的突变研究目的：研究中国粤西地区散发性帕金森病患者LRRK2基因G2019S突变情况。
方法：应用聚合酶链反应（PCR）扩增LRRK2基因41号外显子序列，反应产物进行非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后用银染法染色。
对样本进行DNA双向测序。
结果：在71例散发性帕金森病患者中未发现LRRK2基因41号外显子G2019S突变。
结论：G2019S突变可能不是中国粤西地区散发性帕金森病的突变位点。
标签：散发性帕金森病；LRRK2基因；基因测序帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）是常见的、慢性致残性神经系统变性疾病，在亚洲人群中，其年发病率为 1.5/100000～15/100000[1]。
临床主要表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓、姿势反射障碍。
研究证实，PD是遗传因素和环境因素共同作用的结果。
目前已克隆出a-synuclein、UCHL1、LRRK2、NR4A2、park1、DJ-1、parkin等与帕金森病发病相关的基因。
在所有已确定的PD基因中，Lrrk2基因是最有可能在典型晚期发病的PD中起作用的基因[2，3]。
我们对收集的中国粤西地区散发PD患者进行研究，筛查是否存在LRRK2基因G2019S突变。
1 对像与方法1.1研究对象71例散发帕金森病患者，均为广东医学院神经内科收集病例，诊断符合帕金森病诊断标准断[4]，并排除非帕金森病的诊断。
71例患者，男44例，女27例，年龄46～87岁，平均65.5±8.5岁。
1.2研究方法所有患者均取晨起肘静脉血5-10ml （3.8%柠檬酸钠抗凝），常规碘化钾法从白细胞中提取基因组DNA，-20°C保存。
聚合酶链反应（PCR）扩增LRRK2基因41号外显子序列，引物正义序列：5’-GCACAGAATTTTTGATGCTTG-3’，反义序列：5’-GAGGTCA GTGGTTATCCATCC-3’，引物由上海生工公司合成。
帕金森病的早期诊断生物标志物和神经影像学的比较研究
帕金森病的早期诊断生物标志物和神经影像学的比较研究帕金森病(Parkinson's disease, PD)是一种主要特征为肌肉僵硬、震颤和运动障碍的神经系统疾病。
为了提前发现和诊断帕金森病，科学家们研究了一系列的生物标志物和神经影像学技术。
本文将对帕金森病早期诊断中生物标志物和神经影像学的比较研究进行探讨。
一、生物标志物的研究进展1.1 α-突触核蛋白α-突触核蛋白是一种在帕金森病患者中趋于减少的蛋白质，其含量与帕金森病严重程度呈负相关关系。
研究发现，α-突触核蛋白在早期诊断帕金森病中具有较高的准确性和敏感性。
1.2 α-乙酰胆碱酯酶帕金森病患者大脑中的α-乙酰胆碱酯酶活性明显降低。
因此，测量α-乙酰胆碱酯酶活性可作为早期诊断帕金森病的生物标志物。
1.3 基因表达谱通过对帕金森病患者和健康受试者的基因表达谱进行比较研究，发现在帕金森病的早期阶段，一些基因的表达水平发生了明显变化。
这些差异表达的基因可以作为帕金森病早期诊断的潜在标志物。
二、神经影像学的研究进展2.1 核磁共振成像（MRI）MRI技术可以用来评估帕金森病患者的脑结构和功能异常。
磁共振波谱可以检测到帕金森病患者大脑中多巴胺水平的异常，从而提供了早期诊断的线索。
2.2 正电子发射断层扫描（PET）PET技术可以通过注射示踪剂来评估大脑中多巴胺的代谢和分布情况。
动态PET可以提供关于帕金森病患者多巴胺能系统功能的详细信息，有助于早期诊断和疾病进展的监测。
2.3 脑磁共振（fMRI）fMRI技术可以评估帕金森病患者大脑中不同区域的功能连接性。
通过比较帕金森病患者和健康受试者的脑功能连接性网络，可以发现帕金森病早期阶段的特征性变化。
三、生物标志物和神经影像学的比较研究3.1 敏感性和特异性生物标志物在早期诊断中通常具有较高的敏感性和特异性，可以检测到帕金森病的早期病理改变。
而神经影像学技术在评估病情严重程度和疾病进展方面更具优势。
3.2 诊断准确性生物标志物的测定结果常常受到不同实验室和样本间的差异影响，因此其诊断准确性有一定局限性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
体对黑质神经元损伤后的延迟反应［３］。ＭＰＴＰ处理后黑质和 纹状体最重要的基因改变包括神经元突触、细胞骨架，粘附分 子以及神经递质相关基因，以及与泛素蛋白酶体系统、细胞周 期凋节因子和氧化应激反应相关的基因；在黑质中线粒体相关 基因和胶质细胞炎症反应基因也发生改变。除ＭＰＴＰ模型外， ６一羟基多巴胺（６－ＯＨＤＡ）对黑质多巴胺能神经元亦具有选择性
２不同病程的ＰＤ模型基因表达差异分析 基因表达谱芯片技术最大的优势在于对不同的模型、疾病
万方数据
１４６
Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ．Ａｐｒｉｌ ２０１０。Ｖ０１．２５
Ｎｏ．２
的不同阶段、不同脑区的基因表达差异进行系统性分析。神经 变性模型、转基因模型和ＰＤ患者的基因表达谱芯片研究能够 拓展研究者对该病的认识，能够有效比较疾病早期和晚期受累
究时必需注意到这些因素的干扰。
是纹状体多巴胺水平降低的代偿效应，该研究提示另外一种动
基金项目：’国家自然科学基金资助项目（３０３００１１４） 收稿日期：２００９—０７—２２ 作者单位：１．襄樊市中心医院神经科，湖北襄樊４４１０２１；２．华中科技大 学同济医学院附属协和医院神经科，武汉４３００２２ 作者简介：徐芳（１９７９一），女，硕士，主要从事帕金森病的相关研究。
毒性作用，可以导致纹状体几乎所有的多巴胺丢失［““，６－ＯＨ—
完美的动物模型能够复制人类ＰＤ的所有特征。现在已经进行
有几项ＰＤ尸检标本的基因表达谱芯片研究［１””Ｊ。与ＭＰＴＰ
小鼠模型相似，在尸检标本中也发现突触基因、线粒体相关基 因、氧化应激和泛素蛋白酶体功能相关基因表达的改变。尤其 是分子伴侣、蛋白降解系统等表达降低，导致多巴胺神经元内
ａｐｏｐｔｏｓｉｓ
ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄ ｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃ
ａｎａｌｙｓｅｓ
ｒｅｖｅａｌｅｄ
ｔｗｏ
ｂｙ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃ
ａｎｄ
ｔｒａｎ—
ｏｆ ｔｈｅ
ｓｔｒｉａｔａ ｉｎ
ｍｏｕｓｅ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ Ｐａｒｋｉｎ—
ｈｏｍｏｌｏｇ，ＥＮ－１）、解偶联蛋白一５（ＵＮＣ－５）、己糖激酶
（ｅｎｇｒａｉｌｅｄ
ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＰＴＰ
ｃｏｍｍｏｎ
ｍａｒｍｏｓｅｔｓ［Ｊ］．Ｎｉｈｏｎ Ｓｈｉｎｋｅｉ
Ｓｅｉｓｈｉｎ Ｙａｋｕｒｉｇａｋｕ Ｚａｓｓｈｉ，２００７，２７（４）：１６１—１６６．
［２３
Ｃｈｉｎ
ＭＨ。Ｑｉａｎ
ＷＪ，Ｗａｎｇ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ。
最常使用的遗
传性ＰＤ模型是ａ一突触核蛋白（ａ－ＳＹＮ）转基因模型。在果蝇中 高表达旷ｓＹＮ基因后对全基因组表达水平进行观察，并检测从
临床前期到疾病晚期所有时间点的基因表达改变［９］，结果发现 ５０种有改变的基因中很多都出现在疾病早期，提示与脂质、膜
转运和能量稳态有关的基因在神经元变性之前就已经发生改
可以认为是早期ＰＤ模型；ＭＰＴＰ处理的小鼠有３５％的多巴胺
Ｍ，Ｍｉｙａｔａ Ａ．Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａ
ｉｎ ｎｉｇｒａ ｐａｒｓ
ｃａｐ—
ｍｉｃｒｏｄｉｓｓｅｅｔｅｄ
ｃｏｍｐａｃｔａ ａｆｔｅｒ
ａ
ｓｉｎｇｌｅ
神经元丢失，纹状体几乎所有的多巴胺转运体表达丢失，但是 没有症状，可以认为这是病程中期；而进行尸检的ＰＤ患者均属 晚期。尽管这种分类只是假定的病程分期，但是它却为理解 ＰＤ的发病机制和寻找治疗靶点提供新的思路。３种病程的ＰＤ 模型基因表达都有改变的基因包括多巴胺转运体、锯齿基因
朴吗啡能够部分逆转这些基因表达的变化。但最初的研究主
要针对黑质、纹状体和皮质下区域的混合细胞，存在局限性；有 人用基因表达谱芯片技术观察ＭＰＴＰ小鼠模型的基因表达改 变［２］。ＭＰＴＰ处理７ ｄ后小鼠没有运动异常的表现。但是黑质多 巴胺神经元数量减少３５％，基因表达谱芯片技术发现早期黑质 神经元发生很多基因表达改变，但是随着处理时间的延长，部 分基因表达有回到正常水平的趋势。相反早期纹状体基因表 达改变较轻，但１周后基因表达改变趋于明显，这可能是纹状
达明显降低，推测这两种基因的表达上调后能够抵抗ａ－ＳＹＮ的 毒性作用。在ＭＰＴＰ模型和ＰＤ患者中此两种基因表达降低，
失去保护，导致神经元对ａ－ＳＹＮ的损伤作用更敏感。现在已知 ＥＮ－１参与多巴胺神经元的发生，并能够促进纹状体多巴胺神
ｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］．ＮｅｕｒｏＲｘ，２００５，ｚ（３）：４８４—４９４． ［６］Ｈｏｌｔｚ ＷＡ．Ｏ＇Ｍａｌｌｅｙ Ｋ Ｌ．Ｐａｒｋｉｎｓｏｎｉａｎ ｍｉｍｅｔｉｃｓ ｉｎｄｕｃｅ
蛋白异常折叠、聚集，这可能是多巴胺神经元变性死亡的重要 机制。另外氧化应激、炎症反应、以及细胞周期蛋白表达升高， 导致细胞周期异常启动都参与ＰＤ发病过程。某些基因表达改
ＤＡ处理后，与黑质纹状体多巴胺传输有关的基因以及与谷氨
酸能和ＧＡＢＡ通路调节有关的基表达改变。这些改变可能
变还可以作为神经元变性的早期标志，但是在人群中，基因表 达的改变除与ＰＤ病程有关外。还可能与遗传背景、性别、年龄、 种族和地理环境有关，因此对ＰＤ患者进行基因表达谱芯片研
ａ１．Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ
ｓｔｒｅｓｓ
ｄｏｐａｍｉｎｅｒｇｉｃ ｎｅｕｒｏｎａｌ ｃｅｌｌｓ：ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ｉｎ
ｔｈｅ
经元支配，还能够调节旷ＳＹＮ的表达。在病程早期ＥＮ－１水平 升高，保护多巴胺神经元，但疾病晚期损伤因素占主导地位， ＥＮ一１水平降低，发生多巴胺神经元变性死亡。ＥＮ一１基因在疾 病早期表达升高，晚期表达降低的现象提示在ＰＤ发病过程中 ＥＮ－１可能具有神经保护作用。ＥＮ一１在成人仅分布于黑质和 腹侧背盖部，提示其非特异性效应很少，因此可能是一个很有 意义的治疗靶点。ＵＮＣ－５基因在旷ＳＹＮ转基因小鼠中表达降 低，但是在人类ＰＤ标本和ＭＰＴＰ小鼠中表达升高。因为
ｓｏｎ＇ｓ ｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］．Ｊ Ｐｒｏｔｅｏｍｅ Ｒｅｓ，２００８，７（２）：６６６—６７７． ［３］Ｍｉｌｌｅｒ ＲＭ，Ｃｈｅｎ ＬＬ，Ｋｉｓｅｒ ＧＬ。ｅｔ ａ１．Ｔｅｍｐｏｒａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ
（ＨＫ一１）、锌指蛋白１６２（ＺＦＰｌ６２）、唐氏综合症相关蛋白１样２
（ＤＳＣＲｌＬ２）等［１“，并且在３个不同的疾病阶段这些基因表达改
［１３
１ｗａｔａ Ｓ，Ｎｏｍｏｔｏ
ｔｕｒｅ
异，以便实现不同实验室之问的数据共享和统计分析。在既往 研究的基础上，尽管ＰＤ病因繁杂，但各种模型的临床和病理特 点存在相似之处，病情发展过程中可能存在共同的病理机制。
有入对人类ＰＤ、ＭＰＴＰ小鼠模型和旷ＳＹＮ转基因小鼠模型的
基因表达进行比较［１“，将各种ＰＤ模型按照病程分类，３～６个 月的ａ—ＳＹＮ转基因小鼠没有细胞丢失，而仅有神经化学异常，
术是近年发展起来的一项全新的分子生物学技术，能够便捷、 高效的寻找与疾病有关的基因表达改变，已广泛应用于各种疾 病的诊断、治疗和发病机制研究。有人应用基因表达谱芯片技
术对各种ＰＤ模理和尸检标本进行基因表达研究，并应用系统
学方法对ＰＤ患者和ＰＤ动物模型不同脑区的基因表达进行分 析。这些研究有助于发现易感基因，寻找疾病的生物标志及新 的治疗靶点。本文对基因表达谱芯片技术在ＰＤ研究中的应用
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ
ｎｅｕｒｏｎａｌ
ｓｔｒｅｓｓ
ｒｅｇｕｌａｔｅｄ
ｇｅｎｅｓ
ｔｏ
ｉｎ
ｍｅｓｅｎｃｅｐｈａｌｉｃ ｄｏ— ｄａｍａｇｅ
ｉｎ Ｐａｒ－
ｐａｍｉｎｅｒｇｉｃ ｋｉｎｓｏｎ＇ｓ
ｕｎｆｏｌｄｅｄ
Ｂｉｏｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎ
ａｓｐｅｃｔｓ
ｏｆ
ｄｅａｔｈ ｏｆ ｄｏｐａｍｉｎｅｒｇｉｃ
ｎｅｕｒｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ
ｒｅｇｕｌａｔｅｄ
ｗｉｔｈ
Ｃｈｅｍ。２００３，２７８（２１）：１９３６７—１９３７７． ＭＳ．Ｃｈｕｎ ｉｎ
ｎｉｇｒａｌ
［７３
Ｙｏｏ ｇｅｎｅｓ
ＨＳ，Ｓｏｎ ｊＪ，ｅｔ
ｍｏｕｓｅ ｓｔｒｉａｔａｌ
ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ＭＰＴＰ
ｉｎｊｕｒｙ［Ｊ－］．Ｎｅｕｒｏ—
ｂｉｏｌ Ａｇｉｎｇ，２００５，２６（５）：７６５—７７５．
变的方向不同。ｒＳＹＮ转基因小鼠被认为是早期ＰＤ模型，在
旷ＳＹＮ转基因小鼠中与多巴胺表达有关的多巴胺转运体和 ＥＮ一１基因表达上调，但是在ＭＰＴＰ和人类ＰＤ患者中两者表
部位之间的基因表达差异，并比较不同的基因芯片之间的差
芯片研究的另一个趋势是对周围组织取材研究。神经系统疾 病最先损害中枢神经系统，但是周围组织也会受到继发性损 害。检测周围组织基因表达的改变有以下几点优势：一是组织 标本容易获取．能够进行持续性监测；二是对比药物治疗前后 的基因表达改变可以对某种治疗方法的疗效进行量化评价ｆ三 是对周围组织基因组和单核苷酸多态性进行研究能够发现疾 病易感基因，并根据基因表型选择特异性的治疗方案。 【参考文献】
进行综述。
子传递链亚单位）、囊泡转运蛋白（如突触融合蛋白８）以及路易
体成分、血红蛋白氧化酶一１表达升高∽’８］。尽管对细胞培养模 型进行基因表达谱芯片研究能获得较高的信噪比。有助于发现 基因表达改变。但是培养细胞并非真正的有丝分裂后神经元。
１各种ＰＤ模型中进行的基因表达谱芯片研究 １．１神经毒素ＰＤ模型的基因表达谱芯片研究
［４］
Ｍｉｌｌｅｒ ＲＭ，Ｆｅｄｅｒｏｆｆ ＨＪ．Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ
ｉｎ
Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ：ａ
ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ１．ＮｅｕｒｏＲｘ，２００６。３（３）：３１９—３２６．
Ｄ，Ｐｅｒｉｅｒ Ｃ，ｅｔ