帕金森动物模型介绍+中药单体1区例文IF8.3: 雷公藤红素通过CDC37氧化还原调节保护MPTP小鼠帕金森病

大小鼠帕金森病（PD

帕金森病（PD）是常见的神经退行性疾病，核心病理特征为黑质致密部多巴胺能神经元变性死亡及α-突触核蛋白（α-syn）异常聚集形成路易小体。为研究其发病机制、筛选治疗药物，需构建模拟人类PD的动物模型。以下是大小鼠PD模型的主要构建方法、成功率、病理特征及应用场景的系统总结：

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一、

主要模型类型及构建方法

1. 神经毒素诱导模型（最常用）

神经毒素通过选择性损伤多巴胺能神经元，模拟PD的核心病理过程，包括MPTP模型（小鼠）和6-OHDA模型（大鼠）。

(1) MPTP诱导小鼠PD模型

原理：MPTP（1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶）是脂溶性神经毒素，可穿透血脑屏障，被黑质胶质细胞中的单胺氧化酶B（MAO-B）氧化为MPP+（1-甲基-4-苯基吡啶离子）。MPP+通过多巴胺转运体（DAT）进入多巴胺能神经元，抑制线粒体呼吸链复合体I，导致ATP耗竭、氧化应激及神经元凋亡。

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实验动物：

C57BL/6小鼠（对MPTP最敏感，8-12周龄，25-30g）。

造模步骤：

① 适应性饲养：小鼠提前7天适应实验室环境，减少应激。

② MPTP溶液配制：将MPTP溶于0.9%生理盐水，浓度为3-5mg/ml（根据注射剂量调整）。

③ 腹腔注射：按30mg/kg/d剂量，每天1次，连续注射5天（急性模型）；或25-30mg/kg/d，每3.5天1次，持续5周（慢性模型）。对照组注射等体积生理盐水。

成功率：急性模型成功率约70%-90%，慢性模型成功率更高（接近人类PD的渐进性病理）。

病理特征：

黑质区多巴胺能神经元数量显著减少（尼氏染色、TH免疫组化验证）；

纹状体多巴胺（DA）及其代谢产物（DOPAC、HVA）含量降低；

无路易小体形成（与人类PD的差异）。

行为学评估：

运动功能障碍：转棒实验（旋转杆停留时间缩短）、爬杆实验（爬杆时间延长）、步态分析（步长减小、步态周期紊乱）；

非运动症状：焦虑（明暗箱实验）、认知障碍（Morris水迷宫）。

(2) 6-OHDA诱导大鼠PD模型

原理：6-OHDA（6-羟基多巴胺）是多巴胺能神经毒素，通过DAT和去甲肾上腺素转运体（NET）进入神经元，氧化生成H₂O₂和醌类物质，导致线粒体损伤及神经元凋亡。

实验动物：

SD大鼠（180-220g，雄性）。

造模步骤：

① 适应性饲养：大鼠提前1周适应环境。

② 立体定向注射：用33G Hamilton注射器，将6-OHDA溶液（浓度2-3μg/μl）注入黑质致密部（SNc）或纹状体。注射位点：SNc（AP-2.90mm, ML 1.10mm, DV-4.50mm）；纹状体（AP 0.2mm, ML 2.00mm, DV-2.60mm）。注射速度0.2μl/min，注射后留针5分钟。

③ 对照组：注射等体积人工脑脊液。

成功率：约70%-88.6%（改良纹状体内两点注射法成功率更高）。

病理特征：

注射侧黑质多巴胺能神经元数量减少（TH免疫组化）；

纹状体DA含量降低；

无路易小体形成。

行为学评估：

运动功能障碍：转棒实验（旋转杆停留时间缩短）、爬杆实验（爬杆时间延长）、不对称旋转测试（阿扑吗啡诱导，旋转速度>7rpm为成功模型）；

非运动症状：机械痛阈降低（von Frey测痛仪）。

2. 基因模型（长期研究用）

基因模型通过过表达或敲除PD相关基因（如SNCA、PARKIN、PINK1），模拟家族性PD的病理过程，适合研究早期病理机制及长期治疗策略。

(1) α-synuclein转基因模型（如A53T小鼠）

原理：SNCA基因编码α-syn，其突变（如A53T、E46K）会导致α-syn异常聚集，形成路易小体，损伤神经元。

实验动物：C57BL/6J小鼠（转基因品系，如B6-hSNCA-A53T，品系编号T054329）。

模型特点：

2月龄起出现运动功能下降（转棒、爬杆实验异常）；

脑内可检测到人源α-syn及p-S129 α-syn（磷酸化α-syn，路易小体的标志）；

模拟人类PD的渐进性病理（从轻度运动障碍到严重神经元死亡）。

应用场景：研究α-syn聚集与神经退行性变化的关系、筛选针对早期病理过程的干预药物。

(2) 线粒体功能异常模型（如Tfam敲除模型）

原理：Tfam（线粒体转录因子A）基因敲除会导致线粒体DNA（mtDNA）损伤，线粒体功能障碍，模拟PD患者的线粒体异常。

实验动物：C57BL/6小鼠（条件性敲除，如B6-Tfam-flox/Slc6a3-Cre）。

模型特点：

1月龄起黑质多巴胺能神经元减少；

2月龄起运动功能显著下降；

纹状体DA及其代谢产物含量降低；

线粒体结构异常（电镜观察）。

应用场景：研究线粒体功能异常与PD的关系、评估线粒体保护治疗策略。

二、

模型选择的关键因素

文献分享

本期推荐的是由福建省脑衰老与神经退行性疾病重点实验室、福建医科大学基础医学院科研中心、福建医科大学附属协和医院，福建医科大学分子神经病学重点实验室和神经科学研究所等研究团队合作，于2025年7月9日发表在中科院一区TOP期刊Phytomedicine(IF 8.3)的一篇文章，阐明了雷公藤红素治疗小鼠帕金森病的机制。

【文章题目】

雷公藤红素通过CDC37的氧化还原调节保护注射 MPTP 的小鼠帕金森病模型

【文献摘要】

背景：

雷公藤红素（CEL）是从雷公藤中分离出的一种生物活性化合物，通过抗氧化、抗炎和抗凋亡机制在多种神经退行性疾病（包括帕金森病PD）中发挥神经保护作用。CEL可共价结合细胞分裂周期蛋白37（CDC37）半胱氨酸残基的巯基，从而以氧化还原依赖性方式调控CDC37功能。但CEL是否通过氧化还原调控CDC37及其相互作用参与PD发病机制尚未明确。本研究旨在阐明CEL对CDC37的氧化还原调控在MPTP诱导的PD小鼠模型中的作用。

方法：

采用慢病毒载体在MPTP注射小鼠中过表达或敲低CDC37。给予CEL以评估其对CDC37氧化还原状态及相关分子通路的影响。

结果：

CDC37过表达可缓解MPTP诱导的运动障碍和多巴胺能神经元丢失，而CDC37敲低则加重这些损伤。CDC37过表达还能抑制NF-κB通路激活，并降低α-突触核蛋白丝氨酸129位点磷酸化（p-S129-syn）。MPTP损伤因氧化应激降低了CDC37的还原型（活性形式）。CEL治疗可恢复CDC37氧化还原状态，改善运动功能，保护多巴胺能神经元，并抑制NF-κB激活和p-S129-突触核蛋白水平。这些效应通过CEL对CDC37的氧化还原调控实现，包括防止CDC37过度氧化、解离Hsp90/CDC37复合物以及抑制下游促炎和促病理信号传导。

结论：

本研究表明，CEL通过氧化还原调控CDC37，在MPTP诱导的PD小鼠模型中恢复CDC37的保护作用。该调控机制可防止高氧化应激下CDC37过度氧化，解离Hsp90/CDC37复合物，进而阻断NF-κB通路激活和p-S129-突触核蛋白产生。该研究可能为PD治疗提供新策略，并深化对CEL治疗机制的理解。

示意图模型

【结果部分】

1、CDC37主要在脑组织的神经元和星形胶质细胞中表达。(A) 小鼠脑黑质致密部（SNc）中CDC37与NeuN（神经元核抗原）、GFAP（胶质纤维酸性蛋白）及Iba1（离子钙结合适配器分子1）的双重免疫荧光标记代表性图像。(B) 利用ImageJ软件对SNc区双重免疫染色中共定位情况的定量分析（n=3）。

2、CDC37过表达或敲低对MPTP注射小鼠行为活动的影响

(A) 3T3细胞感染慢病毒LV-Con和LV-CDC37 3天后进行Western blot分析。(B) 3T3细胞感染慢病毒LV-shCon和LV-shCDC37 4天后进行Western blot分析。(C) 慢病毒LV-Con和LV-CDC37注射至小鼠黑质致密部（SNc）2周后，收集SNc样本并进行Western blot分析。(D) 慢病毒LV-shCon和LV-shCDC37注射至小鼠SNc 2周后，收集SNc样本并进行Western blot分析。(E) MPTP诱导的帕金森病小鼠模型构建流程示意图。(F-J) 在MPTP注射前2周，将慢病毒LV-Con和LV-CDC37注射至小鼠SNc，并进行旷场实验和转棒测试（n=7）：

(F) 旷场实验小鼠运动轨迹图。

(G) 旷场实验小鼠总移动距离。

(H) 旷场实验小鼠平均速度。

(I) 转棒实验第0-4天的小鼠停留时间。

(J) 转棒实验第3天的小鼠停留时间。
(K-O) 在SNc注射慢病毒LV-shCon和LV-shCDC37 2周后，进行旷场实验和转棒测试：

(K) 旷场实验小鼠运动轨迹图。

(L) 旷场实验小鼠总移动距离。

(M) 旷场实验小鼠平均速度。

(N) 转棒实验第0-4天的小鼠停留时间。

(O) 转棒实验第3天的小鼠停留时间。

3、CDC37过表达可阻止MPTP注射小鼠的多巴胺能细胞死亡及炎症反应。在MPTP注射前2周，向小鼠黑质致密部（SNc）注射对照慢病毒（LV-Con）和过表达CDC37的慢病毒（LV-CDC37），7天后使用TH、GFAP和Iba1抗体进行免疫组织化学处理（n=7）。(A) SNc切片TH免疫染色的代表性图像。比例尺=250μm。(B) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区TH染色进行定量分析。(C) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区尼氏染色进行定量分析。(D) SNc切片Iba1免疫染色的代表性图像。(E) 利用ImageJ软件对SNc切片Iba1染色进行定量分析。比例尺=20μm。(F) SNc切片GFAP免疫染色的代表性图像。(G) 利用ImageJ软件对SNc区GFAP染色进行定量分析。

4、CDC37敲低促进MPTP注射小鼠的多巴胺能细胞死亡及炎症反应。在MPTP注射前2周，向小鼠黑质致密部（SNc）注射对照慢病毒（LV-shCon）和CDC37敲低慢病毒（LV-shCDC37），7天后使用TH、GFAP和Iba1抗体进行免疫组织化学处理（n=7）。(A) SNc切片TH免疫染色的代表性图像。(B) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区TH染色进行定量分析。比例尺=250μm。(C) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区尼氏染色进行定量分析。(D) SNc切片Iba1免疫染色的代表性图像。比例尺=20μm。(E) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区Iba1染色进行定量分析。(F) SNc切片GFAP免疫染色的代表性图像。比例尺=20μm。(G) 利用ImageJ软件对小鼠SNc区GFAP染色进行定量分析。

5、CDC37过表达可抑制MPTP诱导的小鼠NF-κB通路激活及α-突触核蛋白磷酸化病毒载体干预：在MPTP注射前2周，向小鼠黑质致密部（SNc）注射对照慢病毒（LV-shCon）和CDC37敲低慢病毒（LV-shCDC37），持续干预2周。样本处理：MPTP注射后7天，收集SNc组织样本进行Western blot（WB）分析。样本量：每组n=4只小鼠。

(A) WB检测相关抗体的代表性条带图像（示例：NF-κB p65、p-IκBα、α-syn磷酸化位点pS129等）。
(B) 利用ImageJ软件对(A)中WB结果进行定量分析（灰度值归一化至β-actin或GAPDH内参）。

6、CDC37过表达可逆转MPTP诱导的小鼠多巴胺能神经元损伤。在MPTP注射前2周，向小鼠黑质致密部（SNc）注射对照慢病毒（LV-Con）和CDC37过表达慢病毒（LV-CDC37），7天后通过Western blot分析检测SNc样本中CDC37表达水平（n=8）。

(A) CDC37与姜黄素衍生物CEL通过C6环与CDC37巯基形成加合物的示意图。
(B) MPTP与CEL联合给药后，收集SNc样本进行生物素化碘乙酰胺（BIAM）标记实验的流程图。
(C) BIAM标记实验中Western blot条带的定量分析结果（使用ImageJ软件）。

7、CEL治疗可有效预防MPTP注射小鼠出现的行为活动障碍、多巴胺能细胞死亡及神经炎症。实验中，小鼠在MPTP注射前分别接受1mg/kg CEL（Celastrol- 1）、2 mg/kg CEL（Celastrol- 2）和150mg/kg NAC（N-乙酰半胱氨酸）处理，并在指定时间点进行开放式场地测试和旋转杆测试。样本量n =7。(A)开放式场地测试中小鼠的运动轨迹图。(B)开放式场地测试中小鼠的总移动距离。(C)开放式场地测试中小鼠的平均速度。(D)旋转杆测试中第0-4天小鼠的停留时间。(E)旋转杆测试第3天小鼠的停留时间。

8、CEL治疗可有效预防MPTP注射小鼠出现的行为活动障碍、多巴胺能细胞死亡及神经炎症。实验中，小鼠在MPTP注射前分别接受1mg/kg CEL（Celastrol- 1）、2 mg/kg CEL（Celastrol- 2）和150mg/kg NAC（N-乙酰半胱氨酸）给药，并于7天后通过TH、Iba1和GFAP抗体进行免疫组化检测及行为测试。样本量n =7。(A)TH免疫染色代表性图像，比例尺=250 μm。(B)使用ImageJ软件对SNc区域TH染色进行定量分析。(C)SNc区域Nissl染色定量分析。(D)Iba1免疫染色代表性图像，比例尺=20 μm。(E)SNc区域Iba1染色定量分析（ImageJ软件）。(F)GFAP免疫染色代表性图像，比例尺=20 μm。(G)SNc区域GFAP染色定量分析（ImageJ软件）。

9、CEL治疗可有效抑制MPTP注射小鼠体内NF-κB信号通路的激活及突触核蛋白磷酸化。实验采用1mg/kg CEL（CEL1）和2 mg/kg CEL（CEL2）与150mg/kg N-乙酰半胱氨酸联合给药方案，在注射MPTP前进行处理，7天后使用指定抗体对SNc样本进行免疫组化检测。实验设置4组对照组。(A)显示指定抗体的免疫组化条带代表性图像。(B)通过ImageJ软件对(A)中免疫组化结果进行定量分析。

【结论与讨论】

研究表明，雷公藤红素（CEL）可与CDC37中半胱氨酸残基的巯基发生共价结合，且这种氧化还原调控可修饰CDC37的功能。我们的研究进一步表明，在MPTP诱导的帕金森病（PD）小鼠模型中，CEL通过结合并氧化还原调控CDC37，恢复其保护作用——具体表现为抑制高氧化应激下CDC37的过度氧化，并破坏PD中的Hsp90/CDC37复合物。因此，CEL可阻断NF-κB通路的激活及磷酸化S129位点α-突触核蛋白的产生，从而预防PD的发病机制（图10）。CEL为帕金森病等神经退行性疾病提供了一种有前景的治疗策略，并推进了我们对CEL通过靶向蛋白CDC37氧化还原调控发挥治疗作用机制的理解。

本公司与宁波大学联合行为学实验室：