帕金森病（Parkinson's disease, PD）是一种年龄相关性神经退行性疾病，其主要表现为运动减少、肌强直、震颤、面具脸及姿势障碍等，重者可导致痴呆。多见于中老年人，平均发病年龄在60岁左右，男性较多。PD又名震颤麻痹，由James Parkinson于1817年首先描述，是神经系统锥体外系常见的慢性进行性退行性疾病，可伴有精神症状。PD中医属“颤振”、“颤病”、“痉病”、“脑风”、“风病”等范畴，多因损伤脑神，或经气不利，或年老精血亏虚，脑失所养，虚风内动，肝、脾、肾功能衰退而成。以头部不自主细微摇动、口眼抽动、手足颤抖等为主要表现的风病类疾病。其特征为黑质纹状体多巴胺能神经元发生选择性变性。PD的临床症状有静止震颤、僵硬、运动徐缓和姿势不稳定。该病的病理学特征为多巴胺神经元的缺失及黑质细胞内出现被称为Lewy体的包涵体，它们能用α-synuclein（突触素）和泛肽的抗体进行免疫染色。在纹状体内多巴胺减少，而其代谢产物高香草酸、3,4-二羟基乙酸苯酯及DA受体均减少。

PD的发病机制并不完全明确，但是环境和遗传因子被认为在这一过程中发挥了重要的作用。遗传学研究已经证实在编码α-synuclein和泛肽的羰基末端羟化酶L1的突变个体中很少发生常染色体显性遗传的PD，而parkin突变则产生了常染色体隐性遗传的青少年帕金森病。另外，流行病学研究已经提示杀虫剂暴露与散发的PD发生有关。对该病患者黑质的尸检研究已经为发病过程中氧化损伤和线粒体电子传递链复合物I的减少提供了证据。此外，最近一种新的DA神经毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四羟基嘧啶（MTPT）的发现促进了PD研究的进一步发展，该毒素是一种人造吗啡1-甲基-4-苯基-丙酸酯氧哌啶（哌替啶的类似物）的次要代谢物。MTPT的暴露能够使人快速产生帕金森病。

PD的发病机制并不完全清楚，但是环境和遗传因素是该病发生过程中的两个重要因素。为了研究PD的致病机制和探索缓解该病症状的更好的治疗方法，制造出与此病相似的动物模型非常重要，采用这些模型可以为某些新药和新治疗方案的临床前疗效进行评估。

在世界范围内，PD的发生在不同种族和地区有很大差别，白种人发病率最高，黑种人最低，黄种人（主要指中国人和日本人）居中。欧美国家的年患病率和发病率分别为每10万人中106~3071人和12~20人；亚洲分别为每10万人中44~82人和10人；非洲分别为每10万人中31-58人和4.5人。

目前，临床上主要采用左旋多巴、多巴胺受体激动剂、单胺氧化酶抑制剂等药物治疗及手术治疗，如神经细胞移植、脑立体定向毁损术等，但有效、稳定的PD治疗策略仍有待深入研究和开发。近年来，许多实验室开展用基因治疗的方法来纠正PD患者的DA缺乏。一方面导入编码DA合成酶的基因，以增加DA局部含量；另一方面将神经营养因子基因引入黑质和纹状体，以阻止或减缓DA能神经元的退变，甚至促进损伤神经元的恢复。基因治疗通过分子、基因水平的操作，提高了脑内DA的浓度，从而达到治疗PD的目的。但基因治疗目前还处于实验阶段，要应用于临床还有很多问题需要解决。研究者正致力于建立更加安全、有效的载体，使基因能长期稳定地表达。

1. 利血平模型

利血平是一种生物碱，通过不可逆地封闭囊内单胺运输消耗中枢和外周单胺，从而影响细胞内囊泡的单胺再循环，于20世纪50年代被用于制作大鼠PD模型。当啮齿类动物注射利血平后，囊内摄取的DA、5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NA）被封闭，在胞质内被降解，快速降低单胺水平，导致肌肉僵硬等PD的症状。

制备方法：应用雄性Wistar大鼠，腹腔内注射一定剂量的利血平后即可使其出现骨骼肌僵硬、震颤、姿势异常。该模型制作方法简单。其对人类最大的贡献在于揭示出左旋多巴（L-DOPA）可作为治疗PD的潜在药物。缺点是只能短暂模拟PD的症状，不能完全复制自发性PD的病理变化。

2. 甲基苯丙胺模型

苯丙胺类药物是一类具有潜在成瘾性的神经兴奋剂，具有促DA释放作用，大剂量应用对啮齿类动物和非人类的灵长类动物具有神经毒性，像利血平一样，它能够导致DA能神经元末梢DA的耗竭，对黑质神经元损伤作用较小。Boirean等研究表明，该药可通过DA转运体被摄入细胞内，兴奋性氨基酸受体拮抗剂MK.801可阻断其毒性作用，体外实验提示能量代谢障碍、氧化应激和兴奋性氨基酸均与其毒性作用有关。制作方法：用成年大鼠，按体重10~25 mg/kg皮下注射甲基苯丙胺，每天一次，连续4天。用药后可出现短暂活动过多，随之是活动减少。4~5d后可有“幻觉样”行为，表现为颤抖、舔毛、咬皮毛。1周后检测即可发现黑质和纹状体中酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase， TH）活性降低，DA含量减少，但黑质DA能神经元丢失不明显。该模型制作方法简单，是一个急性损伤模型，症状的持续时间及稳定性方面尚不理想，也无PD的特征性组织病理学改变。主要用于研究PD多巴胺耗竭后的纹状体生理、生化学改变，也可用于神经保护方面的研究。

对PD患者大脑的研究显示，在氧化应激过程中存在线粒体复合物I功能的抑制，因而这可能是黑质DA神经退行性变的重要组成部分。对MPTP、6-羟基多巴胺（6-OHDA）和罗藤酮的研究已经为探索多巴胺神经元死亡的分子机制提供了希望。

MPTP是1982年在一组药物成瘾所致的亚急性重症帕金森病患者体内发现的。这种症状是由于这些人自己服用一些含有与人工合成的吗啡结构相似的药物所致，而这种药物被加工过程中的一些副产物MPTP所污染，这种副产物有高亲脂性并且能够通过血脑屏障。胶质细胞内的单胺氧化酶能将MPTP转化成1-甲基-4-苯基吡啶（MPP+），后者可以被DA转运体所摄取并在DA神经元内堆积。缺乏这种转运体的小鼠能避免MPTP的毒性损害。吸收的MPP+在线粒体内富集，它们能够抑制线粒体电子传递链中复合物I的功能，从而使ATP的生成减少并且产生活性氧自由基诱导DA神经元的凋亡。有趣的是，MPTP甚至能使具有中央神经系统的一些最低级的无脊椎动物如扁形虫、三涡虫神经元死亡。这提示MPTP对无脊椎动物和灵长类动物都具有神经毒性。故在灵长类动物，如人、猴、狒狒中，MPTP能引起不可逆的严重的帕金森病症状，这种症状与散发的PD不能区别。这其中包括黑质DA神经元的变性，微包涵体的出现【如嗜伊红性包涵体和α-synuclein的聚合体（并不是典型的Lewy体）】，在电镜下观察，这些微包涵体由一个高密度的粒状核心和围绕其周围的放射状细丝晕组成。对灵长类动物予以MPTP处理后其显示出对左旋多巴（L-3,4-二羟基多巴）及其他DA受体激动剂较好的应答。然而，采用MPTP毒素制作PD模型的主要缺点是PD是一种慢性发展的疾病，而MPTP所致的是急性或亚急性的发病过程。在灵长类动物中采用不同的剂量水平慢性给予MPTP已经显示能够产生缓慢发展的帕金森病症状，在纹状体中多巴胺纤维的损失不均匀，并且显示出在黑质部位DA神经元的选择性损耗。

6-OHDA是用来制作帕金森病动物模型的另一种药物。最常用的方法是单侧注射6-OHDA至黑质或者中央前脑束，这可以使DA神经元细胞在较短的时间内快速死亡，这与急性MPTP模型相似。另外一种6-OHDA模型直接注射这种毒素到纹状体内而导致黑质神经元的退行性变。这种方法可以在4周内缓慢地损伤部分神经元，因而已经被用来模拟PD的慢性病程。

在向黑质注射6-OHDA之后，这些药物选择性地积聚在DA神经元，并对其产生毒性作用。这一过程可能是通过产生自由基而完成的。6-OHDA对大鼠、小鼠、猫及灵长类动物是一种高效的毒物，并且被广泛用来制作单侧损伤模型。在大鼠中广泛的DA损耗可以通过对给予安非他明和脱水吗啡引起的旋转活动来进行评估。这种模型主要的优点是可以计量运动减少（旋转），因而这一模型被证实在药理学研究中用来观察药物对多巴胺及其受体是否有效是非常有用的。

罗藤酮是一种天然的杀虫剂，其起源于某些特殊植物的根部，并且是一种线粒体复合物I的高亲和力特异性抑制剂。Betarbet等证实大鼠通过颈静脉丛插管长期、系统地给予罗藤酮可以产生许多PD的特征，包括黑质纹状体多巴胺能神经元的变性和DA神经元内Lewy体的形成。这些包涵体可以被泛肽和α-synuclein抗体所染色，电镜下观察，高密度的核心被纤维状物质环绕，这与Lewy体的结构非常相似。实验大鼠出现运动徐缓、姿态不稳、步态不稳及一些震颤的迹象，这些症状在给予DA受体激动剂脱水吗啡后得以改善，提示这种缓慢的罗藤酮给药法是一个较好的改进的简单给药法。

在大鼠黑质内单独注射MPP+、6-OHDA和罗藤酮引起不同的运动功能抑制。MPP+、6-OHDA和罗藤酮是多巴胺能的神经毒素，但是这些毒素对大鼠脑组织毒性作用的机制仍然不是很清楚，需要进一步深入研究。

大多数PD为散发，遗传因素不起主要作用。在PD人群中占少数的家族性PD病例，其遗传因素起关键作用。目前已发现的家族性PD致病基因包括α-synuclein、Parkin、ubiquitin c-terminal hydrolase L1，其中α-synuclein蛋白是Lewy体的主要成分，其基因变异可导致家族性PD多巴胺能神经元的变性。

1. 转基因模型

Masliah等发现高度表达人类α-synuclein的转基因小鼠具有PD的部分特征，如纹状体DA神经末梢丢失，在细胞质有α-synuclein和ubiquitin阳性包涵体形成，运动功能障碍。这些转基因小鼠包涵体与人类Lewy体有差别，主要表现为缺乏纤维样结构特征。有时在细胞核内也可见到包涵体，这与人类PD明显不同。一些转基因小鼠只有包涵体形成和运动障碍，无DA能神经元变性，这些小鼠脑干神经元病变更明显。野生型与突变型α-synuclein转基因小鼠具有相似的病理改变。Feany等制作出的α-synuclein转基因果蝇具备PD的许多重要特征，包括DA能神经元缺失、神经细胞内纤维样包涵体形成、运动功能障碍等。由于果蝇的遗传规律研究透彻，并且其寿命短，这一模型对了解某些新蛋白在PD发病机制中的作用有重要价值。例如，这种模型可以用来发现阻止DA神经元变性的抑制基因和促进α-synuclein基因表达的易感基因。

2. 基因敲除模型

α-synuclein基因敲除小鼠与野生型小鼠相比，不表现明显的病态特征，组织学检查在黑质中发现TH阳性的DA能神经元与正常野生型的DA能神经元无明显的形态学差异。二者的区别表现在基因敲除小鼠纹状体DA减少18%。这些证据表明，α-synuclein不是小鼠脑组织生长发育和保持DA能神经元功能完整所必需的，它在突触前囊泡DA的释放中起调节作用。最近，Goldberg等建立起Parkin基因敲除小鼠模型，它们同样没有明显的临床和病理表现，这些相对的正常或许来自于生长过程中适应性的改变，或许胚胎发生后敲除Parkin基因能够导致更严重的表现。基因模型为研究PD的发病机制提供了一个良好的手段。但不是所有的基因模型都能够表现出黑质DA能神经元变性等PD的典型特征。在人类，PD是变异的基因，在小鼠中却可能是正常表达。制备过程复杂、技术要求高、费用昂贵是其缺点。尽管有以上的局限性，转基因的α-synuclein小鼠为研究α-synuclein阳性蛋白聚集物的形成提供了一个完善的模型。而且，转基因小鼠为验证PD中基因突变和环境因素之间的相互作用提供了一个良好的模型。为了制作在病理、生化、症状等方面更接近人类PD的动物模型，研究者进行着不懈的努力。理想的PD动物模型应具备以下特点：

①可缓解性：在PD动物模型建立到动物死亡之间应有一定的时间间隔。通过治疗，模型动物的症状能够得到缓解，动物能够长期存活，以便观察疗效，利于评估。

②可重复性：可重复性是所有成功动物模型的标志，并且在一定条件下应用同时具备离体单细胞和在体动物模型的统一性。

③同人类PD的相符性：动物模型的症状（运动症状和包括精神症状、自主神经症状在内的非运动症状）和PD标志性的病理学改变（黑质DA能神经元凋亡和Lewy小体的形成）应与PD患者相似。

④如果模型是遗传性的，应基于单一突变而使突变模型具有传代能力。

⑤模型应有相对较短的疾病周期（如数月），以使药物筛选更经济、快速。

⑥操作简单、便于掌握、危险性小。尽管目前尚没有一种模型完全符合理想模型，但随着PD研究的不断深入，必将在不远的将来寻找出最佳的PD模型，并为最终攻克PD奠定基础。