标识符 | CSTR:16397.09.0H25001219 |
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资源中文名称 | 帕金森疾病(PD)斑马鱼模型 |
资源英文名称 | |
疾病概述 | 帕金森疾病是中老年人的慢性神经系统退行性疾病,发病年龄在 40-70 岁 之间。PD 发病与以下因素相关:1.脑老化,随人的增龄,黑质多巴胺能神经元 不断死亡,当 80%的神经元死亡时可出现 PD 症状。2. 具有遗传性,a-突触核蛋 白及 Parkin 等基因突变与少数家族性 PD 相关。3.环境因素,一些外源性或内源 性毒素可引起黑质纹状体神经元死亡,如海洛因吸食者出现 PD 样症状,后者被 证实含有神经毒素 MPTP。4. 其它疾病和外伤导致的脑神经损伤,如脑梗等脑 血管病变和创伤导致的脑神经元死亡。 |
实验动物背景信息 | 斑马鱼(Zebrafish, Danio rerio) AB 或 TU 野生型品系均可。 |
模型制作方法 | 1. 造模化合物 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)是一种神经毒素,常用 于制作帕金森病动物模型。 2. 实验动物 野生型斑马鱼 AB 或 TU 品系。斑马鱼饲养和管理均按照常规方法。饲养空 间温度 28-30°C。 3. 造模化合物处理 MPTP 为 Sigma (M0896) 产品,MPTP 母液用纯水制备,浓度为100 µM, 储存于-20 °C. MPTP工作液用饲养液稀释至50、100、200、500 µM。将斑马鱼幼体暴露于MPTP 工作液24小时,收集幼体,进行下一步处理。 4. RT-PCR检测PD相关基因转录水平 收集斑马鱼于 TRIzol reagent (Sigma).提取总 RNA,进行 RT-PCR 检测 PD 相关的基因表达水平。PCR 引物见表 1。 表 1. Primer pairs and parameters of PCR in the study
5. 原位RNA杂交 收集斑马鱼于4% paraformaldehyde固定。Th基因探针片段为PCR产物(表1), 并被克隆到载体pGEM-T质粒上。探针的合成按照试剂盒(DIG RNA labeling kit (Roche Applied Science, 1175041))说明制备th基因RNA杂交探针。按照操作程序 将斑马鱼样本与探针温育、检测、拍照。 6. 原位免疫荧光检测 按照常规程序,将斑马鱼幼体与TH蛋白单克隆抗体(Minipore, MAB318)温 育,然后用FITC-标记的二抗温育、洗涤,显微镜下检测、拍照。 7. Western blotting 用RIPA lysis kit (Applygen Technologies Inc., C1053)提取斑马鱼总蛋白,进 行SDS-PAGE、转膜,用PD相应蛋白的抗体和二抗进行检测。β-ACTIN抗体,mouse anti-human ACTB antibody (Zhongshan Goldbridge, TA09); 小鼠 anti-GAPDH mAb (Zhongshan Goldbridge, TA08); 兔anti-mouse TH monoclonal antibody (Minipore, MAB318); PINK1 (D8G3) 兔mAb antibody (CST, catalog no. 6946); Parkin mAb antibody (CST, catalog no. 4211); β-syn (Syn205) 小鼠mAb antibody (CST, catalog no. 2644)。 8. 斑马鱼行为学实验 幼体行为记录采用ZebraLab (法国Viewpoint, ZebraLab 3.3)仪器,幼体逐个放 入96-孔板,(1 fish/well). 记录运动距离、游泳持续时间、速度和游泳轨迹。每5 分钟记录一次数据。 |
模型表型数据 | 1. 动物症状观察 与野生型斑马鱼相比,斑马鱼幼体暴露于 MPTP 后,出现类似人类 PD 患者 的行走不稳、反应迟缓、静止性震颤。PD 模型斑马鱼的游泳速度明显变缓,泳 速和游泳持续时间明显减低,甚至静止时伴有身体抖动,对触及刺激反应迟缓且 反应强度减低(图 1)。与临床症状相符。 2. 生物标志物方面:PD 的蛋白标志物 β-SYNUCLIN、PARKIN、PINK1 明显高于正常对照斑马鱼;神经元细胞标志物酪氨酸羟化酶蛋白(TH)明显减少,提示多巴胺能神经元细胞死亡数增多(图 1)。 3. 多巴胺能神经元细胞数量明显减少。但,神经元细胞内 th 基因表达强度增强,类似于人 PD 早期脑多巴胺神经元死亡后存活神经元的代偿性 TH 高表达。 (图 2) 图1. MPTP造成斑马鱼幼体运动减少,PD标志基因/蛋白水平升高 斑马鱼幼体(5 dpf)暴露于50 µM的MPTP中24小时,进行运动活性(运动距离、持续时间和速度)检测20分钟。A.散点图显示幼体运动行为的统计学变化;右侧显示一组代表性运动轨迹图(5分钟轨迹)。B–E, 斑马鱼暴露于100和200 µM MPTP 24小时后,检测PD相关的标志基因和蛋白: TH (B)、β-syn (C)、Parkin (D) 和PINK1 (E)。*, p values_0.05; **, p values_0.01; ***, p values_0.001。(one-way ANOVA)。 图 2. MPTP 导致斑马鱼幼体中脑多巴胺能神经元数量减少 A. 以酪氨酸羟化酶基因(th)反义 RNA 为探针,采用原位杂交方法检测斑马鱼幼体中脑多巴胺神经元数量和 th 基因表达强度。B. 原位荧光免疫实验检测酪氨酸羟化酶,绿色荧光斑点显示斑马鱼幼体中脑多巴胺神经元数量和分布。一抗抗体为酪氨酸羟化酶抗体。 |
动物模型的评价与验证 | |
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备注 | 中国医学科学医药生物技术研究所 |