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文檔簡介

帕金森病中國醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教研室帕金森病中國醫(yī)科大學(xué)1掌握內(nèi)容1.概念:帕金森病;基因修飾細(xì)胞2.帕金森病的病理表現(xiàn)及發(fā)病的病理學(xué)基礎(chǔ)3.基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路的調(diào)節(jié)方式4.帕金森病的發(fā)病機(jī)制掌握內(nèi)容2一、定義帕金森?。≒akinson’sDisease,PD)又名震顫麻痹(paralysisagitans),由Parkinson(1817)首先描述,是一種進(jìn)展緩慢,原發(fā)于黑質(zhì)-紋狀體通路的錐體外系變性疾病。臨床上以靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢步態(tài)異常為主要特征。一、定義帕金森病(Pakinson’sDisease,P3臨床表現(xiàn)肢體震顫肌強(qiáng)直運(yùn)動(dòng)遲緩姿勢平衡反射消失其他癥狀MonographbyJamesParkinson1817臨床表現(xiàn)MonographbyJamesParkins4流行病學(xué)PD在60歲以上人群中患病率為1000/10萬,并隨年齡增長而增高,兩性分布差異不大是一種常見的中老年人神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病流行病學(xué)PD在60歲以上人群中患病率為1000/10萬,并隨5病理主要病理改變是含色素的黑質(zhì)致密部DA能神經(jīng)元變性、缺失出現(xiàn)癥狀時(shí)DA能神經(jīng)元常丟失50%以上,癥狀明顯時(shí)神經(jīng)元丟失嚴(yán)重,殘留者變性,黑色素減少以黑質(zhì)、紋狀體減少為主,皮層和下丘腦并不減少病理主要病理改變是含色素的黑質(zhì)致密部DA能神經(jīng)元變性、缺失6病理改變病理改變7PET顯示PD腦內(nèi)DAT功能顯著降低PET顯示PD腦內(nèi)DAT功能顯著降低8病理胞漿內(nèi)出現(xiàn)特征性嗜酸性包涵體--Lewy小體,a-突觸核蛋白是Lewy小體中重要成分類似改變也見于藍(lán)斑、中縫核、迷走神經(jīng)背核等,程度較輕

病理胞漿內(nèi)出現(xiàn)特征性嗜酸性包涵體--Lewy小體,a-突觸核9病理特點(diǎn)總之,典型病理特點(diǎn)是:進(jìn)行性黑質(zhì)含色素多巴胺神經(jīng)元大量喪失(50%~70%)路易(Lewy)小體有a-突觸核蛋白沉積病理特點(diǎn)總之,典型病理特點(diǎn)是:10病理改變a.黑質(zhì)萎縮b.與正常對(duì)照比較

Parkinson病a.黑質(zhì)致密部Lewy體,H&Eb.改良Bielschowsky銀染技術(shù)病理改變a.黑質(zhì)萎縮Parkinson病11生化病理腦內(nèi)存在多條DA遞質(zhì)通路,最重要為黑質(zhì)-紋狀體通路左旋酪氨酸TH↓→L-DOPADDC↓→DA↓該通路DA神經(jīng)元在黑質(zhì)致密部,正常時(shí)自血流攝入左旋酪氨酸,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)酪氨酸羥化酶(TH)轉(zhuǎn)化為左旋多巴(L-DOPA)再經(jīng)過多巴脫羧酶(DDC)轉(zhuǎn)化為DADA通過黑質(zhì)-紋狀體束作用于殼核和尾狀核細(xì)胞生化病理腦內(nèi)存在多條DA遞質(zhì)通路,最重要為黑質(zhì)-紋狀體通路12LevodopaMechanismLevodopaMechanism13黑質(zhì)-紋狀體多巴胺系統(tǒng)功能紊亂,多巴胺含量顯著減少(80%~99%)該生化異常與臨床癥狀嚴(yán)重程度成正比PD發(fā)病的病理學(xué)基礎(chǔ):黑質(zhì)-紋狀體多巴胺能神經(jīng)環(huán)路黑質(zhì)-紋狀體多巴胺系統(tǒng)功能紊亂,多巴胺含量顯著減少(80%~14生化病理-基底節(jié)的神經(jīng)生化解剖簡圖DA神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA源性遞質(zhì)釋放起抑制作用ACh神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA源性遞質(zhì)釋放起興奮作用生化病理-基底節(jié)的神經(jīng)生化解剖簡圖DA神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA15生化病理-帕金森病基底節(jié)神經(jīng)生化病理學(xué)DA神經(jīng)元變性(黑圈及虛線)破壞紋狀體GABA神經(jīng)元的多巴胺抑制與ACh興奮的平衡凈效應(yīng)是增加紋狀體GABA釋放生化病理-帕金森病基底節(jié)神經(jīng)生化病理學(xué)DA神經(jīng)元變性(黑圈及16帕金森病—生化病理帕金森病—生化病理17病因及發(fā)病機(jī)制

本病病因迄今未明---原發(fā)性PD(idiopathicParkinson'sdisease)。發(fā)病確切機(jī)制還不完全清楚,20世紀(jì)80年代以后,對(duì)PD發(fā)病機(jī)制的研究有兩個(gè)突破性發(fā)展:其一基底核神經(jīng)回路的平衡失調(diào)成為PD發(fā)病的病理基礎(chǔ);其二DA氧化應(yīng)激學(xué)說成為黑質(zhì)部位DA神經(jīng)元退化的理論基礎(chǔ)。病因及發(fā)病機(jī)制本病病因迄今未明---原發(fā)性PD(idio18一、基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路與帕金森病錐體外系的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中心區(qū):基底神經(jīng)節(jié)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵遞質(zhì):多巴胺基底神經(jīng)節(jié)(basalganglia)包括:紋狀體(striaturn,corpusstriaturn)、黑質(zhì)(substantianigra,SN)、丘腦底核和杏仁核。

一、基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路與帕金森病19基底神經(jīng)節(jié)的主要功能:控制肢體肌張力,全身運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),維持姿勢調(diào)節(jié)反射和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的反射控制基底神經(jīng)節(jié)損害:肌張力不全-運(yùn)動(dòng)增多綜合征或肌張力增高-運(yùn)動(dòng)減少綜合征基底神經(jīng)節(jié)的主要功能:控制肢體肌張力,全身運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),維持姿勢20

基底神經(jīng)節(jié)接受來自大腦皮層有關(guān)運(yùn)動(dòng)區(qū)的傳入沖動(dòng),基底神經(jīng)節(jié)的傳出沖動(dòng)又通過丘腦返回皮質(zhì)的特定區(qū)域,構(gòu)成了5條不同通路的皮質(zhì)-基底節(jié)-丘腦-皮質(zhì)反饋的神經(jīng)環(huán)路。

基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路的調(diào)節(jié)方式:直接通路;間接通路;黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路。

21基底核調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)回路基底核調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)回路22(一)直接通路皮層谷氨酸能神經(jīng)元紋狀體GABA神經(jīng)元釋放GABA遞質(zhì)蒼白球GABA神經(jīng)元丘腦對(duì)谷氨酸神經(jīng)元抑制作用谷氨酸釋放增加皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元活性增加。(二)間接通路皮層谷氨酸能神經(jīng)元紋狀體GABA神經(jīng)元釋放GABA遞質(zhì)蒼白球GABA神經(jīng)元丘腦底核的谷氨酸能神經(jīng)元纖維投射到蒼白球的神經(jīng)興奮性蒼白球的GABA神經(jīng)元釋放增加丘腦谷氨酸能神經(jīng)元興奮性降低皮層運(yùn)動(dòng)興奮抑制減弱興奮抑制抑制(一)直接通路興奮抑制減弱興奮抑制抑制23(三)黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路直接環(huán)路:D1受體介導(dǎo)的,GABA/肽類神經(jīng)遞質(zhì)(SP)/強(qiáng)啡肽(DYN)參與的調(diào)節(jié)環(huán)路,起興奮調(diào)節(jié)效應(yīng)。間接環(huán)路:D2受體介導(dǎo)的,GABA/腦啡肽(ENK)/神經(jīng)營養(yǎng)素(NT)參與的調(diào)節(jié)環(huán)路,起去抑制調(diào)節(jié)效應(yīng)。二者易化運(yùn)動(dòng)效果,相互協(xié)調(diào)作用,平衡錐體外系運(yùn)動(dòng)功能。

(三)黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路24TDopamine:InhibitoryAch:ExcitatoryGABA:InhibitoryDAneurongeneratedTDopamine:InhibitoryDAneuron25三、PD的發(fā)病機(jī)制

(一)環(huán)境因素與PD發(fā)病參與PD發(fā)病的物質(zhì):(1)N-甲基氨基-L-丙氨酸(L-BMMA)(2)長期接觸銅、錳、鐵、鉛或長期暴露于殺蟲劑

(3)N-甲基1,2,3,6四氫吡啶(N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tet-rahydro-pyridine,MPTP)三、PD的發(fā)病機(jī)制26(二)多巴胺(DA)的氧化應(yīng)激學(xué)說與PD發(fā)病腦內(nèi)生成的自由基可以攻擊腦內(nèi)的多巴胺神經(jīng)元,使之產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞的退化性病理變化。氧化應(yīng)激損傷是黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元死亡的主要原因,導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷增高的可能原因:①外源性毒物的侵入;②DA的氧化應(yīng)激代謝;③神經(jīng)黑色素的存在;④清除自由基的能力不全。(二)多巴胺(DA)的氧化應(yīng)激學(xué)說與27

1、DA的氧化應(yīng)激代謝

在DA的代謝過程中,77%DA被星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的單氨氧化酶B(MAO-B)所氧化,23%DA被神經(jīng)元內(nèi)MAO-A氧化代謝。在O2存在的情況下,此MAO-A催化DA代謝為3’4-雙羥苯乙酸(DOPAC)的同時(shí)生成過氧化氫(H2O2),DOPAC在單胺氧化酶甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下代謝生成高香草酸(HVA)。在生理的條件下,DA的酶促反應(yīng)代謝較快。但在氧化應(yīng)激的條件下,神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的DA可通過非酶促反應(yīng)來進(jìn)行代謝,在鐵離子的參與下,反應(yīng)加快,被氧化生成醌類衍化物,并進(jìn)一步形成黑色素。1、DA的氧化應(yīng)激代謝28

多巴胺在神經(jīng)元中的酶代謝及其代謝產(chǎn)物

多巴胺在神經(jīng)元中的酶代謝及其代謝產(chǎn)物29在DA代謝過程中,產(chǎn)生超氧陰離子(O2-)和H2O2;此外,多巴胺又可以被代謝形成6-羥基多巴(6-hydroxyldopamine,6-OHDA),后者又可以作為單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)切割劑進(jìn)一步損傷多巴胺神經(jīng)元。該途經(jīng)生成的H2O2通過Fenton反映,形成羥基和羥自由基。

H2O2+Fe3+OH-+·OH在DA代謝過程中,產(chǎn)生超氧陰離子(O2-)和H2302、鐵離子參與DA的氧化應(yīng)激

腦內(nèi)的鐵離子(Fe2+和Fe3+)主要分布在黑質(zhì)、紋狀體和蒼白球,尤其是在黑質(zhì)。在PD病人的腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)鐵離子的含量明顯升高,并呈現(xiàn)以下三方面的特點(diǎn):①在黑質(zhì)的鐵離子濃度異常升高,但其它腦區(qū)并不升高;②鐵離子含量升高,但鐵蛋白的含量不變;③Fe3+含量升高,但Fe2+的含量不變。這些特點(diǎn)提示黑質(zhì)鐵離子的升高可能與PD的發(fā)病過程有關(guān)。

2、鐵離子參與DA的氧化應(yīng)激31鐵離子的促進(jìn)氧化應(yīng)激的作用可以通過以下幾條途徑:⑴如前所述,加速非酶促反應(yīng)的DA自身氧化生成H2O2和O2-。⑵促進(jìn)H2O2和O2-形成·OH。⑶促使脂質(zhì)過氧化物的分解。⑷鐵離子與黑色素結(jié)合沉積于黑質(zhì),催化自由基產(chǎn)生。鐵離子的促進(jìn)氧化應(yīng)激的作用可以通過以下幾條途徑:32

DA神經(jīng)毒的氧化應(yīng)激機(jī)制示意圖帕金森病分析課件33由上述可以得出多巴胺引起兒茶酚胺的細(xì)胞死亡主要通過以下三方面的機(jī)制:①細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的多巴胺的自身氧化產(chǎn)生自由基;②MAO介導(dǎo)的多巴胺代謝產(chǎn)生的過氧化氫;③多巴胺對(duì)線粒體呼吸鏈的直接抑制作用。由上述可以得出多巴胺引起兒茶酚胺的細(xì)胞死亡主34(三)遺傳易感性參與PD發(fā)病的遺傳調(diào)節(jié)因子:1、α-神經(jīng)突觸核蛋白(α-synuclein,α-SN):

除分布在神經(jīng)突觸末梢外,在神經(jīng)細(xì)胞核內(nèi)也有分布,因此稱為神經(jīng)突觸核蛋白,可分為α、β和γ三種

。有幾個(gè)PD家系的患者α-SN有突變位點(diǎn),主要位于染色體臂的4q21-q23,呈染色體顯性遺傳。α-SN致蛋白空間結(jié)構(gòu)改變,可引起DA神經(jīng)元選擇性毀損,且需要達(dá)到一定量才會(huì)發(fā)生作用。在MPTP制備的PD模型上觀察到,黒質(zhì)神經(jīng)元上α-SN表達(dá)呈時(shí)間依賴性上調(diào),并與DA神經(jīng)元退變平行。(三)遺傳易感性352、Parkin:parkin基因突變與早發(fā)性PD有關(guān)。Parkin主要位于神經(jīng)元胞漿和突觸中,與突觸傳遞有關(guān),功能與泛素樣蛋白裂解有關(guān),參與泛素-蛋白酶體復(fù)合物降解異常蛋白的功能,若此復(fù)合物的功能減退,則導(dǎo)致異常蛋白選擇性聚集在黒質(zhì)多巴胺神經(jīng)元,妨礙多巴胺遞質(zhì)釋放和運(yùn)輸,產(chǎn)生PD樣癥狀,同時(shí)產(chǎn)生細(xì)胞毒性,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。2、Parkin:parkin基因突變與早發(fā)性PD有關(guān)。P363、細(xì)胞色素P450同工酶:能代謝很多內(nèi)外源性物質(zhì)。

亞家族CYP2D6可能與PD發(fā)病有關(guān);在肝臟MPTP通過CYP2D6的代謝形成非毒性產(chǎn)物,而在腦中則經(jīng)MAO-B代謝形成有毒性的產(chǎn)物MPP+。如果細(xì)胞色素P450酶基因和阿樸脂蛋白E同時(shí)改變時(shí),則誘導(dǎo)PD的發(fā)病的可能性加大。3、細(xì)胞色素P450同工酶:能代謝很多內(nèi)外源性物質(zhì)。37(四)線粒體功能缺陷MPTP1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)動(dòng)物(特別是靈長類動(dòng)物)產(chǎn)生類似PD的病理及臨床特點(diǎn)

機(jī)制:阻斷線粒體呼吸鏈復(fù)合物I

(五)興奮性氨基酸的毒性作用

興奮性氨基酸L-谷氨酸與PD的發(fā)病有關(guān),主要通過N-甲基-D天冬氨酸(NMDA)起作用。MAO-B誘發(fā)(四)線粒體功能缺陷MAO-B誘發(fā)38主要機(jī)制:老齡動(dòng)物神經(jīng)突觸線粒體內(nèi)膜上的谷氨酸載體的轉(zhuǎn)運(yùn)活性明顯谷氨酸和天冬氨酸的線粒體的內(nèi)外交換發(fā)生障礙谷氨酸在細(xì)胞內(nèi)大量堆積,同時(shí)神經(jīng)細(xì)胞間隙的谷氨酸不能及時(shí)地被再攝取,引起NMDA型谷氨酸受體持久性激活(1)改變Ca2+、Na+、Cl-等離子的通透性,破壞細(xì)胞的生理穩(wěn)態(tài)平衡,使細(xì)胞腫脹、變性和壞死;(2)誘發(fā)線粒體內(nèi)自由基的生成;(3)引起線粒體腫脹和功能異常。黑質(zhì)變性PD主要機(jī)制:39(六)其他1、炎癥反應(yīng)參與PD發(fā)病過程

PD病人和長期暴露于MPTP的黑質(zhì)和紋狀體有膠質(zhì)增生和反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞;在PD的黑質(zhì)中已經(jīng)觀察到有膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的白介素、干擾素、腫瘤壞死因子α等炎癥反應(yīng)介質(zhì)。2、細(xì)胞凋亡與PD發(fā)病

細(xì)胞凋亡參與神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育和老化的生理和病理過程,尚無明確的證據(jù)說明凋亡是否參與PD的發(fā)病,有些現(xiàn)象提示凋亡可能參與PD的發(fā)病。(六)其他40

有研究表明,MPP+可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)凋亡,而細(xì)胞凋亡因子Caspase抑制可降低MPTP的神經(jīng)毒性。3、免疫異常與PD發(fā)病

PD患者的血清對(duì)大鼠中腦DA神經(jīng)元有抑制作用,并呈補(bǔ)體依賴性的抑制效應(yīng)。PD患者中多數(shù)的病人腦脊液中含有能與黒質(zhì)多巴胺神經(jīng)元起免疫反應(yīng)的抗體,即多巴胺神經(jīng)元抗體;進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),PD患者中有78%的病人腦脊液中含有多巴胺神經(jīng)元抗體,而對(duì)照組病人的腦脊液中僅有3%的人含有多巴胺神經(jīng)元抗體。

41主要臨床表現(xiàn)主要癥狀靜止性震顫肌強(qiáng)直運(yùn)動(dòng)遲緩姿勢步態(tài)異常初發(fā)癥狀:震顫最多(60%~70%),步行障礙(12%)、肌強(qiáng)直(10%)、運(yùn)動(dòng)遲緩(10%)主要臨床表現(xiàn)主要癥狀42帕金森震顫

多數(shù)患者以震顫為首發(fā)癥狀。一側(cè)上肢遠(yuǎn)端(手指)開始,逐漸擴(kuò)展到同側(cè)下肢及對(duì)側(cè)肢體,下頜、唇、舌及頭部最后受累。靜止性震顫,4~6次/秒。拇指與食指“搓丸樣”(pill-rolling)動(dòng)作,安靜時(shí)出現(xiàn)。多為不對(duì)稱性。情緒激動(dòng)或精神緊張時(shí)加劇,睡眠中可完全消失。帕金森震顫多數(shù)患者以震顫為首發(fā)癥狀。一側(cè)上肢遠(yuǎn)端(手指)開43肌強(qiáng)直

初期患者感到患肢運(yùn)動(dòng)不靈活,有僵硬或緊張的感覺,出現(xiàn)動(dòng)作困難。對(duì)側(cè)肢體的自主運(yùn)動(dòng)可誘導(dǎo)出肌張力的增高。“鉛管樣強(qiáng)直”、“齒輪樣強(qiáng)直”。肌強(qiáng)直初期患者感到患肢運(yùn)動(dòng)不靈活,有僵硬或緊張的感覺,出現(xiàn)44運(yùn)動(dòng)遲緩

因肌張力增高、姿勢反射障礙,使起床、翻身、步行、變換方向等運(yùn)動(dòng)遲緩病人有運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)困難和動(dòng)作執(zhí)行困難,是病人最常見和較特殊的表現(xiàn)。早期以肢體遠(yuǎn)端受累對(duì)左旋多巴治療反應(yīng)好運(yùn)動(dòng)遲緩因肌張力增高、姿勢反射障礙,使起床、翻身、步行、變45運(yùn)動(dòng)遲緩的具體表現(xiàn)一般性表現(xiàn):動(dòng)作啟動(dòng)困難自主動(dòng)作變慢、幅度變小重復(fù)動(dòng)作易疲勞做序列性動(dòng)作困難不能同時(shí)做多個(gè)動(dòng)作僵住特殊表現(xiàn):解系鞋帶、扣紐扣難“小寫癥”“面具臉”手?jǐn)[動(dòng)減少流涎言語減少,語音低沉、單調(diào)。運(yùn)動(dòng)遲緩的具體表現(xiàn)一般性表現(xiàn):特殊表現(xiàn):46運(yùn)動(dòng)遲緩(bradykinesia)表情肌活動(dòng)少,雙眼凝視,瞬目減少,呈面具臉(maskedface),流涎運(yùn)動(dòng)遲緩(bradykinesia)表情肌活動(dòng)少,雙眼凝視,47手指精細(xì)動(dòng)作(扣紐、系鞋帶等)困難;做序列性動(dòng)作困難,不能同時(shí)做多個(gè)動(dòng)作隨意動(dòng)作減少,始動(dòng)困難手指精細(xì)動(dòng)作(扣紐、系鞋帶等)困難;做序列性動(dòng)作困難,不能同48小寫癥(micrographia)小寫癥(micrographia)49姿勢步態(tài)異常

站--屈曲體姿行--步態(tài)異常轉(zhuǎn)彎--平衡障礙早期下肢拖曳;之后小步態(tài)、啟動(dòng)困難、行走時(shí)上肢擺動(dòng)消失姿勢步態(tài)異常站--屈曲體姿50屈曲體姿屈曲體姿51四、PD的診斷和治療

診斷標(biāo)準(zhǔn)1.靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢性反射障礙;四個(gè)癥狀和體征中的二個(gè)。2.排除帕金森綜合征

沒有可以引起繼發(fā)性帕金森病的病因:如腦外傷、腦血管疾病、病毒感染、金屬中毒、一氧化碳中毒等。3.必要時(shí)可結(jié)合左旋多巴實(shí)驗(yàn)或阿樸嗎啡實(shí)驗(yàn)。四、PD的診斷和治療診斷標(biāo)準(zhǔn)52修訂的帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn):有下列表現(xiàn)三項(xiàng)以上的可以診斷:1.起病:一個(gè)或多個(gè)肢體的運(yùn)動(dòng)緩慢、靜止性震顫。2.明顯的單側(cè)分布起病形式。3.鉛管樣或齒輪樣強(qiáng)直,伴有面部、軀干或肢體的運(yùn)動(dòng)減少,姿勢反射異常等。4.L-DOPA治療兩個(gè)月內(nèi)反應(yīng)良好(改善25%以上)。左旋多巴可以改善臨床癥狀,降低死亡率,是治療PD的金標(biāo)準(zhǔn)

修訂的帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn):53不支持PD診斷的癥狀和體征:1.下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害。2.失用性步態(tài)障礙。3.小腦癥狀、意向性震顫。4.凝視麻痹。5.明顯的癡呆伴輕度錐體外系癥狀。6.嚴(yán)重的自主神經(jīng)功能障礙。不支持PD診斷的癥狀和體征:54(二)PD的治療

1、藥物治療藥物治療是目前最常用的方法,主要針對(duì)增加多巴胺遞質(zhì)而改善癥狀:(1)左旋多巴:是數(shù)十年來最主要的治療藥物;(2)單胺氧化酶B(monoamineoxidaseB,MAO-B):抑制多巴胺的代謝;(3)多巴胺受體激動(dòng)藥:激活紋狀體神經(jīng)元上的

D1和D2多巴胺受體,增加多巴胺含量;(4)乙酰膽堿抑制藥。

(二)PD的治療552、其他正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的新療法(1)多巴胺能組織移植

(2)多巴胺和去甲腎上腺素的微球體注入紋狀體內(nèi),能可控地釋放多巴胺;(3)神經(jīng)營養(yǎng)因子(neurotrophicfactors,NTFs)的治療

A:膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)B:腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)

2、其他正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的新療法56

GDNF和BDNF能提高多巴胺能神經(jīng)元的生存能力,減少M(fèi)PTP和6-羥多巴對(duì)黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)的損害,改善6-羥多巴所致的旋轉(zhuǎn)癥狀。C:堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)

能提高多巴胺合成酶-酪氨酸羥化酶(TH)免疫活性細(xì)胞的數(shù)目及活性。將神經(jīng)營養(yǎng)因子注入到黑質(zhì)、紋狀體或腦室內(nèi)可以挽救PD患者的多巴胺能神經(jīng)元,減輕黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)損害產(chǎn)生的震顫麻痹癥狀。GDNF和BDNF能提高多巴胺能神經(jīng)元的生存能力,減573、基因治療PD的基因治療策略:(1)導(dǎo)入編碼多巴胺合成酶的基因以增加多巴胺局部含量;(2)將神經(jīng)營養(yǎng)因子基因引入到黑質(zhì)和紋狀體以阻止或減緩多巴胺能神經(jīng)元的退變,甚至促進(jìn)損傷神經(jīng)元的恢復(fù)?;?qū)氲姆绞剑海?)直接體內(nèi)(invivo)導(dǎo)入:載體(2)間接體內(nèi)(exvivo)導(dǎo)入:細(xì)胞

3、基因治療583.1基因轉(zhuǎn)移的載體,用于直接體內(nèi)的表達(dá)載體載體優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)腺病毒載體(Ad)高滴度,外源基因容量大,不依賴細(xì)胞分裂而自然感染細(xì)胞細(xì)胞毒性大腺相關(guān)病毒載體(AAV)細(xì)胞毒性小,能有效感染神經(jīng)元外源基因容量小HSV-1低細(xì)胞毒性和免疫源性,外源基因容量大有潛在致病性,用途受限3.1基因轉(zhuǎn)移的載體,用于直接體內(nèi)的表達(dá)載體載體優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)腺593.2用于間接體內(nèi)的基因修飾細(xì)胞基因修飾細(xì)胞:將外源基因克隆到一個(gè)合適的載體并導(dǎo)入體外培養(yǎng)的自體或異體靶細(xì)胞內(nèi),這種細(xì)胞即是基因修飾細(xì)胞。表達(dá)載體:真核表達(dá)質(zhì)粒和反轉(zhuǎn)錄病毒靶細(xì)胞:神經(jīng)元前體細(xì)胞、原代神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和成肌細(xì)胞等。3.2用于間接體內(nèi)的基因修飾細(xì)胞603.3神經(jīng)遞質(zhì)替代的基因治療將編碼合成多巴胺的酪氨酸羥化酶(tyroxinehydroxylase,TH)和其他與多巴胺合成相關(guān)的酶基因引入紋狀體,是目前基因治療PD的主要策略。⑴直接體內(nèi)酶替代基因治療A:將攜帶TH基因的HSV-1擴(kuò)增子載體或AAV載體注射到腦內(nèi),促進(jìn)多巴胺合成;B:AAV同時(shí)介導(dǎo)TH和GTPCH-I/ADCC基因進(jìn)入紋狀體內(nèi),增加多巴胺含量;C:編碼D2受體的腺病毒載體進(jìn)入大鼠紋狀體,增加D2受體的表達(dá)。3.3神經(jīng)遞質(zhì)替代的基因治療61⑵間接體內(nèi)酶替代基因治療間接體內(nèi)方法通常先用磷酸鈣轉(zhuǎn)染或病毒感染的方法對(duì)靶細(xì)胞進(jìn)行基因修飾,再將攜帶目的基因的細(xì)胞植人腦內(nèi)以達(dá)到治療目的。移植基因修飾細(xì)胞的治療效果明顯,但轉(zhuǎn)移基因細(xì)胞的表達(dá)呈進(jìn)行性下降,因此,長期表達(dá)是需要解決的問題。

⑵間接體內(nèi)酶替代基因治療623.4神經(jīng)營養(yǎng)因子的基因治療神經(jīng)營養(yǎng)因子的在PD中的作用:A:能維持多巴胺能神經(jīng)元的存活;B:促進(jìn)突起生長;C:增強(qiáng)多巴胺神經(jīng)元對(duì)多巴胺的攝取能力;D:減輕或防止多巴胺能神經(jīng)元的損傷,減輕PD癥狀。

3.4神經(jīng)營養(yǎng)因子的基因治療63⑴直接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療載體:Ad、AAV、HSV-1和慢病毒等病毒載體神經(jīng)營養(yǎng)因子:最主要的是GDNFGDNF作用:防止多巴胺神經(jīng)元的破壞,對(duì)黑質(zhì)多巴胺能系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)和修復(fù)作用,減輕PD癥狀。⑵間接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療GDNF,BDNF,bFGF成纖維細(xì)胞、成肌細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞基因修飾細(xì)胞黑質(zhì)或紋狀體分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子減輕PD癥狀反轉(zhuǎn)錄病毒載體⑴直接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療反轉(zhuǎn)錄病毒載體64五、用于PD研究的動(dòng)物模型(一)帕金森病動(dòng)物模型的發(fā)展:19世紀(jì)50年代,Carlson,腹腔內(nèi)注射利血平后,表現(xiàn)出了類似人類帕金森病的癥狀。但是該模型不同個(gè)體間差別較大,而且其病理改變與人類PD大不相同。1968,6-OHDA80年代初期,MPTP五、用于PD研究的動(dòng)物模型65(二)利用6-羥多巴(6-OHDA)制備的大鼠PD模型1.6-OHDA的建模機(jī)制:

(1)黑質(zhì)內(nèi)的6-OHDA與DA競爭攝取位點(diǎn);(2)細(xì)胞內(nèi)外的氧化反應(yīng)把6-OHDA分解后產(chǎn)生活性氧,通過MAO誘導(dǎo)產(chǎn)生H2O2;(3)直接引起線粒體功能障礙。(二)利用6-羥多巴(6-OHDA)制備的662.6-OHDA制模的方法:⑴完全損傷模型:用成年健康SD大鼠或Wistar大鼠麻醉后,固定于立體定位儀,將6-OHDA定向注射于大鼠的內(nèi)側(cè)前腦束(MedialForebrainBundle,MFB)或黑質(zhì)。模型成功標(biāo)準(zhǔn):模型制備成功后,外周注射DA能受體直接激動(dòng)劑(如阿普嗎啡、左旋多巴等)能誘發(fā)動(dòng)物向健側(cè)旋轉(zhuǎn),促DA釋放劑如苯丙胺等能誘發(fā)動(dòng)物向損傷側(cè)旋轉(zhuǎn)。2.6-OHDA制模的方法:67⑵部分損傷模型:A:小劑量6-OHDA黑質(zhì)內(nèi)注射;B:黑質(zhì)致密部(substantianigraparscompacta,SNpc)周圍注射,外側(cè)單點(diǎn)注射和內(nèi)外側(cè)兩點(diǎn)注射;C:紋狀體內(nèi)注射。⑵部分損傷模型:683.6-OHDA模型的行為測定與評(píng)定:大鼠PD模型制備成功的標(biāo)準(zhǔn):注入誘導(dǎo)劑后,通過旋轉(zhuǎn)測量儀計(jì)算30分鐘內(nèi)大鼠旋轉(zhuǎn)的總次數(shù),若超過平均7轉(zhuǎn)/分鐘,連續(xù)4周誘發(fā)旋轉(zhuǎn)次數(shù)穩(wěn)定,表示損毀穩(wěn)定,可認(rèn)為模型制備成功。完全損傷模型:可模擬晚期帕金森病病人的特征,主要用于黑質(zhì)細(xì)胞移植,TH基因及膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子移植等研究。6-OHDA單側(cè)損毀模型:用于PD的發(fā)病機(jī)制及藥物療效判定、細(xì)胞移植治療、基因治療和神經(jīng)保護(hù)治療等方面的研究。

3.6-OHDA模型的行為測定與評(píng)定:69(三)利用MPTP制作的帕金森病動(dòng)物模型1.MPTP制模的方法

⑴.非人靈長類動(dòng)物雙側(cè)PD模型;⑵.非人靈長類動(dòng)物偏側(cè)PD模型;⑶.小鼠PD模型;⑷.貓的PD模型。

(三)利用MPTP制作的帕金森病動(dòng)物模型702.MPTP的制模機(jī)制:MPTP主要通過MPP+發(fā)揮作用(1)抑制線粒體的呼吸功能;(2)產(chǎn)生氧自由基和改變Ca2+流;使黑質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞減少。(3)低濃度的MPP+能誘發(fā)黑質(zhì)細(xì)胞發(fā)生凋亡,而高濃度的MPP+則導(dǎo)致細(xì)胞死亡。﹜2.MPTP的制模機(jī)制:MPTP主要通過MPP+﹜713.MPTP模型的行為測定與評(píng)價(jià):⑴.非人靈長類雙側(cè)PD動(dòng)物模型:較少用⑵.非人靈長類偏側(cè)PD動(dòng)物模型:是目前建立機(jī)制、診斷和治療等方面的研究。⑶.貓PD模型:在PD基礎(chǔ)和臨床藥理研究方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。⑷.小鼠MPTP模型:主要用于檢測藥物毒性機(jī)制等實(shí)驗(yàn),一般不進(jìn)行行為測定。3.MPTP模型的行為測定與評(píng)價(jià):72(四)利用其它藥物和方法制作的PD動(dòng)物模型:

1.遺傳學(xué)模型:α-神經(jīng)突觸核蛋白基因和Parkin基因PD動(dòng)物模型。2.免疫損傷模型:將PD患者血清免疫球蛋白或免疫激活劑脂多糖(LPS)立體定向注入大鼠一側(cè)黑質(zhì)區(qū)制備PD動(dòng)物模型。3.大鼠機(jī)械損傷模型:用特制的Scouten電線刀行內(nèi)側(cè)前腦束軸突切斷術(shù)或中腦半切術(shù)。

(四)利用其它藥物和方法制作的PD動(dòng)物模型:734.其他藥物模型:⑴.除草劑PD模型:某些除草劑(如百草枯)結(jié)構(gòu)與MPP+相似,可用來制作PD動(dòng)物模型。⑵.魚滕酮PD模型:魚滕酮可抑制腦組織線粒體呼吸鏈復(fù)合體I的活性;⑶.擬膽堿藥物模型:⑷.抗DA制劑:4.其他藥物模型:74Thanks!Thanks!75有人發(fā)現(xiàn)PD是由于中腦的黑質(zhì)神經(jīng)元變性所致,使紋狀體系統(tǒng)多巴胺(DA)含量減少,而乙酰膽堿(Ach)含量則相對(duì)增高,其功能相對(duì)亢進(jìn),因而產(chǎn)生PD癥狀。有人發(fā)現(xiàn)PD是由于中腦的黑質(zhì)神經(jīng)元變性所致76概述-3神經(jīng)遞質(zhì):多巴胺、乙酰膽堿、GABA、5-羥色胺、去甲腎上腺素、谷氨酸、P物質(zhì)、內(nèi)啡肽乙酰膽堿作用亢進(jìn):運(yùn)動(dòng)減少、張力增高多巴胺作用亢進(jìn):運(yùn)動(dòng)增多、張力不全概述-3神經(jīng)遞質(zhì):多巴胺、乙酰膽堿、GABA、5-羥色胺、去77概述-1基底節(jié):尾狀核、殼核、蒼白球、丘腦底核、黑質(zhì)新紋狀體:尾狀核、殼核舊紋狀體:蒼白球豆?fàn)詈耍簹ず恕⑸n白球概述-1基底節(jié):尾狀核、殼核、蒼白球、丘腦底核、黑質(zhì)78多巴胺的合成和代謝

DADADADOPAC+H2O2.OHMAOpost-synapticreceptorL-DOPATyrosineCOMT3-MTHVA+H2O2MAOquinone+H2O2+.OHhydroquinoneDDC-多巴脫羧酶TH-酪氨酸羥化酶NQO1reuptakepre-synapticreceptorTyrosine左旋多巴VMT司吉寧SODReserpineTasmarPargylineDeprenylAmphetamineCocaineGTPBH4多巴胺受體激動(dòng)劑多巴胺的合成和代謝DADADADOPAC.OHMAOpo79臨床表現(xiàn)--一般特點(diǎn)癥狀常自一側(cè)上肢開始---波及同側(cè)下肢--對(duì)側(cè)上肢及下肢,呈“N”字型進(jìn)展(65%~70%)25%~30%病例自一側(cè)下肢開始,兩側(cè)下肢同時(shí)開始者極少見臨床表現(xiàn)--一般特點(diǎn)癥狀常自一側(cè)上肢開始---波及同側(cè)下肢80生化病理tyrosine→L-Dopa→DA→HVADA減少,Ach系統(tǒng)功能相對(duì)亢進(jìn),基底節(jié)輸出過多,丘腦-皮質(zhì)反饋活動(dòng)受到過度抑制,其對(duì)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)功能的易化作用消弱中腦-邊緣系統(tǒng)、中腦-皮質(zhì)系統(tǒng)的DA含量亦顯著減少。DA更新率增加,DA受體失神經(jīng)后超敏其他遞質(zhì)或神經(jīng)肽改變生化病理81

左旋酪氨酸酪氨酸羥化酶

黑色素

左旋多巴脫羧酶

黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)

單胺氧化酶(神經(jīng)元內(nèi))殼核、尾核

多巴胺

高香草酸

兒茶酚胺鄰

β-羥化酶

甲基轉(zhuǎn)移酶(膠質(zhì)C內(nèi))

去甲腎上腺素

苦杏仁酸左旋酪氨酸82帕金森氏病和帕金森綜合征的鑒別帕金森氏病和帕金森綜合征不是一個(gè)概念,帕金森氏病原發(fā)于腦的黑質(zhì)和黑質(zhì)紋狀體變性,而帕金森綜合征繼發(fā)于感染、中毒和腦血管疾病,患者出現(xiàn)了類似于帕金森病的臨床表現(xiàn)以震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌張力增高、和平衡障礙為臨床特征的一組疾病癥候群。帕金森氏病和帕金森綜合征的鑒別帕金森氏病和帕金森綜合征不是一83帕金森病中國醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教研室帕金森病中國醫(yī)科大學(xué)84掌握內(nèi)容1.概念:帕金森?。换蛐揎椉?xì)胞2.帕金森病的病理表現(xiàn)及發(fā)病的病理學(xué)基礎(chǔ)3.基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路的調(diào)節(jié)方式4.帕金森病的發(fā)病機(jī)制掌握內(nèi)容85一、定義帕金森病(Pakinson’sDisease,PD)又名震顫麻痹(paralysisagitans),由Parkinson(1817)首先描述,是一種進(jìn)展緩慢,原發(fā)于黑質(zhì)-紋狀體通路的錐體外系變性疾病。臨床上以靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢步態(tài)異常為主要特征。一、定義帕金森病(Pakinson’sDisease,P86臨床表現(xiàn)肢體震顫肌強(qiáng)直運(yùn)動(dòng)遲緩姿勢平衡反射消失其他癥狀MonographbyJamesParkinson1817臨床表現(xiàn)MonographbyJamesParkins87流行病學(xué)PD在60歲以上人群中患病率為1000/10萬,并隨年齡增長而增高,兩性分布差異不大是一種常見的中老年人神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病流行病學(xué)PD在60歲以上人群中患病率為1000/10萬,并隨88病理主要病理改變是含色素的黑質(zhì)致密部DA能神經(jīng)元變性、缺失出現(xiàn)癥狀時(shí)DA能神經(jīng)元常丟失50%以上,癥狀明顯時(shí)神經(jīng)元丟失嚴(yán)重,殘留者變性,黑色素減少以黑質(zhì)、紋狀體減少為主,皮層和下丘腦并不減少病理主要病理改變是含色素的黑質(zhì)致密部DA能神經(jīng)元變性、缺失89病理改變病理改變90PET顯示PD腦內(nèi)DAT功能顯著降低PET顯示PD腦內(nèi)DAT功能顯著降低91病理胞漿內(nèi)出現(xiàn)特征性嗜酸性包涵體--Lewy小體,a-突觸核蛋白是Lewy小體中重要成分類似改變也見于藍(lán)斑、中縫核、迷走神經(jīng)背核等,程度較輕

病理胞漿內(nèi)出現(xiàn)特征性嗜酸性包涵體--Lewy小體,a-突觸核92病理特點(diǎn)總之,典型病理特點(diǎn)是:進(jìn)行性黑質(zhì)含色素多巴胺神經(jīng)元大量喪失(50%~70%)路易(Lewy)小體有a-突觸核蛋白沉積病理特點(diǎn)總之,典型病理特點(diǎn)是:93病理改變a.黑質(zhì)萎縮b.與正常對(duì)照比較

Parkinson病a.黑質(zhì)致密部Lewy體,H&Eb.改良Bielschowsky銀染技術(shù)病理改變a.黑質(zhì)萎縮Parkinson病94生化病理腦內(nèi)存在多條DA遞質(zhì)通路,最重要為黑質(zhì)-紋狀體通路左旋酪氨酸TH↓→L-DOPADDC↓→DA↓該通路DA神經(jīng)元在黑質(zhì)致密部,正常時(shí)自血流攝入左旋酪氨酸,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)酪氨酸羥化酶(TH)轉(zhuǎn)化為左旋多巴(L-DOPA)再經(jīng)過多巴脫羧酶(DDC)轉(zhuǎn)化為DADA通過黑質(zhì)-紋狀體束作用于殼核和尾狀核細(xì)胞生化病理腦內(nèi)存在多條DA遞質(zhì)通路,最重要為黑質(zhì)-紋狀體通路95LevodopaMechanismLevodopaMechanism96黑質(zhì)-紋狀體多巴胺系統(tǒng)功能紊亂,多巴胺含量顯著減少(80%~99%)該生化異常與臨床癥狀嚴(yán)重程度成正比PD發(fā)病的病理學(xué)基礎(chǔ):黑質(zhì)-紋狀體多巴胺能神經(jīng)環(huán)路黑質(zhì)-紋狀體多巴胺系統(tǒng)功能紊亂,多巴胺含量顯著減少(80%~97生化病理-基底節(jié)的神經(jīng)生化解剖簡圖DA神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA源性遞質(zhì)釋放起抑制作用ACh神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA源性遞質(zhì)釋放起興奮作用生化病理-基底節(jié)的神經(jīng)生化解剖簡圖DA神經(jīng)元對(duì)紋狀體GABA98生化病理-帕金森病基底節(jié)神經(jīng)生化病理學(xué)DA神經(jīng)元變性(黑圈及虛線)破壞紋狀體GABA神經(jīng)元的多巴胺抑制與ACh興奮的平衡凈效應(yīng)是增加紋狀體GABA釋放生化病理-帕金森病基底節(jié)神經(jīng)生化病理學(xué)DA神經(jīng)元變性(黑圈及99帕金森病—生化病理帕金森病—生化病理100病因及發(fā)病機(jī)制

本病病因迄今未明---原發(fā)性PD(idiopathicParkinson'sdisease)。發(fā)病確切機(jī)制還不完全清楚,20世紀(jì)80年代以后,對(duì)PD發(fā)病機(jī)制的研究有兩個(gè)突破性發(fā)展:其一基底核神經(jīng)回路的平衡失調(diào)成為PD發(fā)病的病理基礎(chǔ);其二DA氧化應(yīng)激學(xué)說成為黑質(zhì)部位DA神經(jīng)元退化的理論基礎(chǔ)。病因及發(fā)病機(jī)制本病病因迄今未明---原發(fā)性PD(idio101一、基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路與帕金森病錐體外系的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中心區(qū):基底神經(jīng)節(jié)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵遞質(zhì):多巴胺基底神經(jīng)節(jié)(basalganglia)包括:紋狀體(striaturn,corpusstriaturn)、黑質(zhì)(substantianigra,SN)、丘腦底核和杏仁核。

一、基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路與帕金森病102基底神經(jīng)節(jié)的主要功能:控制肢體肌張力,全身運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),維持姿勢調(diào)節(jié)反射和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的反射控制基底神經(jīng)節(jié)損害:肌張力不全-運(yùn)動(dòng)增多綜合征或肌張力增高-運(yùn)動(dòng)減少綜合征基底神經(jīng)節(jié)的主要功能:控制肢體肌張力,全身運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),維持姿勢103

基底神經(jīng)節(jié)接受來自大腦皮層有關(guān)運(yùn)動(dòng)區(qū)的傳入沖動(dòng),基底神經(jīng)節(jié)的傳出沖動(dòng)又通過丘腦返回皮質(zhì)的特定區(qū)域,構(gòu)成了5條不同通路的皮質(zhì)-基底節(jié)-丘腦-皮質(zhì)反饋的神經(jīng)環(huán)路。

基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路的調(diào)節(jié)方式:直接通路;間接通路;黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路。

104基底核調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)回路基底核調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)回路105(一)直接通路皮層谷氨酸能神經(jīng)元紋狀體GABA神經(jīng)元釋放GABA遞質(zhì)蒼白球GABA神經(jīng)元丘腦對(duì)谷氨酸神經(jīng)元抑制作用谷氨酸釋放增加皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元活性增加。(二)間接通路皮層谷氨酸能神經(jīng)元紋狀體GABA神經(jīng)元釋放GABA遞質(zhì)蒼白球GABA神經(jīng)元丘腦底核的谷氨酸能神經(jīng)元纖維投射到蒼白球的神經(jīng)興奮性蒼白球的GABA神經(jīng)元釋放增加丘腦谷氨酸能神經(jīng)元興奮性降低皮層運(yùn)動(dòng)興奮抑制減弱興奮抑制抑制(一)直接通路興奮抑制減弱興奮抑制抑制106(三)黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路直接環(huán)路:D1受體介導(dǎo)的,GABA/肽類神經(jīng)遞質(zhì)(SP)/強(qiáng)啡肽(DYN)參與的調(diào)節(jié)環(huán)路,起興奮調(diào)節(jié)效應(yīng)。間接環(huán)路:D2受體介導(dǎo)的,GABA/腦啡肽(ENK)/神經(jīng)營養(yǎng)素(NT)參與的調(diào)節(jié)環(huán)路,起去抑制調(diào)節(jié)效應(yīng)。二者易化運(yùn)動(dòng)效果,相互協(xié)調(diào)作用,平衡錐體外系運(yùn)動(dòng)功能。

(三)黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路107TDopamine:InhibitoryAch:ExcitatoryGABA:InhibitoryDAneurongeneratedTDopamine:InhibitoryDAneuron108三、PD的發(fā)病機(jī)制

(一)環(huán)境因素與PD發(fā)病參與PD發(fā)病的物質(zhì):(1)N-甲基氨基-L-丙氨酸(L-BMMA)(2)長期接觸銅、錳、鐵、鉛或長期暴露于殺蟲劑

(3)N-甲基1,2,3,6四氫吡啶(N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tet-rahydro-pyridine,MPTP)三、PD的發(fā)病機(jī)制109(二)多巴胺(DA)的氧化應(yīng)激學(xué)說與PD發(fā)病腦內(nèi)生成的自由基可以攻擊腦內(nèi)的多巴胺神經(jīng)元,使之產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞的退化性病理變化。氧化應(yīng)激損傷是黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元死亡的主要原因,導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷增高的可能原因:①外源性毒物的侵入;②DA的氧化應(yīng)激代謝;③神經(jīng)黑色素的存在;④清除自由基的能力不全。(二)多巴胺(DA)的氧化應(yīng)激學(xué)說與110

1、DA的氧化應(yīng)激代謝

在DA的代謝過程中,77%DA被星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的單氨氧化酶B(MAO-B)所氧化,23%DA被神經(jīng)元內(nèi)MAO-A氧化代謝。在O2存在的情況下,此MAO-A催化DA代謝為3’4-雙羥苯乙酸(DOPAC)的同時(shí)生成過氧化氫(H2O2),DOPAC在單胺氧化酶甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下代謝生成高香草酸(HVA)。在生理的條件下,DA的酶促反應(yīng)代謝較快。但在氧化應(yīng)激的條件下,神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的DA可通過非酶促反應(yīng)來進(jìn)行代謝,在鐵離子的參與下,反應(yīng)加快,被氧化生成醌類衍化物,并進(jìn)一步形成黑色素。1、DA的氧化應(yīng)激代謝111

多巴胺在神經(jīng)元中的酶代謝及其代謝產(chǎn)物

多巴胺在神經(jīng)元中的酶代謝及其代謝產(chǎn)物112在DA代謝過程中,產(chǎn)生超氧陰離子(O2-)和H2O2;此外,多巴胺又可以被代謝形成6-羥基多巴(6-hydroxyldopamine,6-OHDA),后者又可以作為單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)切割劑進(jìn)一步損傷多巴胺神經(jīng)元。該途經(jīng)生成的H2O2通過Fenton反映,形成羥基和羥自由基。

H2O2+Fe3+OH-+·OH在DA代謝過程中,產(chǎn)生超氧陰離子(O2-)和H21132、鐵離子參與DA的氧化應(yīng)激

腦內(nèi)的鐵離子(Fe2+和Fe3+)主要分布在黑質(zhì)、紋狀體和蒼白球,尤其是在黑質(zhì)。在PD病人的腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)鐵離子的含量明顯升高,并呈現(xiàn)以下三方面的特點(diǎn):①在黑質(zhì)的鐵離子濃度異常升高,但其它腦區(qū)并不升高;②鐵離子含量升高,但鐵蛋白的含量不變;③Fe3+含量升高,但Fe2+的含量不變。這些特點(diǎn)提示黑質(zhì)鐵離子的升高可能與PD的發(fā)病過程有關(guān)。

2、鐵離子參與DA的氧化應(yīng)激114鐵離子的促進(jìn)氧化應(yīng)激的作用可以通過以下幾條途徑:⑴如前所述,加速非酶促反應(yīng)的DA自身氧化生成H2O2和O2-。⑵促進(jìn)H2O2和O2-形成·OH。⑶促使脂質(zhì)過氧化物的分解。⑷鐵離子與黑色素結(jié)合沉積于黑質(zhì),催化自由基產(chǎn)生。鐵離子的促進(jìn)氧化應(yīng)激的作用可以通過以下幾條途徑:115

DA神經(jīng)毒的氧化應(yīng)激機(jī)制示意圖帕金森病分析課件116由上述可以得出多巴胺引起兒茶酚胺的細(xì)胞死亡主要通過以下三方面的機(jī)制:①細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的多巴胺的自身氧化產(chǎn)生自由基;②MAO介導(dǎo)的多巴胺代謝產(chǎn)生的過氧化氫;③多巴胺對(duì)線粒體呼吸鏈的直接抑制作用。由上述可以得出多巴胺引起兒茶酚胺的細(xì)胞死亡主117(三)遺傳易感性參與PD發(fā)病的遺傳調(diào)節(jié)因子:1、α-神經(jīng)突觸核蛋白(α-synuclein,α-SN):

除分布在神經(jīng)突觸末梢外,在神經(jīng)細(xì)胞核內(nèi)也有分布,因此稱為神經(jīng)突觸核蛋白,可分為α、β和γ三種

。有幾個(gè)PD家系的患者α-SN有突變位點(diǎn),主要位于染色體臂的4q21-q23,呈染色體顯性遺傳。α-SN致蛋白空間結(jié)構(gòu)改變,可引起DA神經(jīng)元選擇性毀損,且需要達(dá)到一定量才會(huì)發(fā)生作用。在MPTP制備的PD模型上觀察到,黒質(zhì)神經(jīng)元上α-SN表達(dá)呈時(shí)間依賴性上調(diào),并與DA神經(jīng)元退變平行。(三)遺傳易感性1182、Parkin:parkin基因突變與早發(fā)性PD有關(guān)。Parkin主要位于神經(jīng)元胞漿和突觸中,與突觸傳遞有關(guān),功能與泛素樣蛋白裂解有關(guān),參與泛素-蛋白酶體復(fù)合物降解異常蛋白的功能,若此復(fù)合物的功能減退,則導(dǎo)致異常蛋白選擇性聚集在黒質(zhì)多巴胺神經(jīng)元,妨礙多巴胺遞質(zhì)釋放和運(yùn)輸,產(chǎn)生PD樣癥狀,同時(shí)產(chǎn)生細(xì)胞毒性,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。2、Parkin:parkin基因突變與早發(fā)性PD有關(guān)。P1193、細(xì)胞色素P450同工酶:能代謝很多內(nèi)外源性物質(zhì)。

亞家族CYP2D6可能與PD發(fā)病有關(guān);在肝臟MPTP通過CYP2D6的代謝形成非毒性產(chǎn)物,而在腦中則經(jīng)MAO-B代謝形成有毒性的產(chǎn)物MPP+。如果細(xì)胞色素P450酶基因和阿樸脂蛋白E同時(shí)改變時(shí),則誘導(dǎo)PD的發(fā)病的可能性加大。3、細(xì)胞色素P450同工酶:能代謝很多內(nèi)外源性物質(zhì)。120(四)線粒體功能缺陷MPTP1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)動(dòng)物(特別是靈長類動(dòng)物)產(chǎn)生類似PD的病理及臨床特點(diǎn)

機(jī)制:阻斷線粒體呼吸鏈復(fù)合物I

(五)興奮性氨基酸的毒性作用

興奮性氨基酸L-谷氨酸與PD的發(fā)病有關(guān),主要通過N-甲基-D天冬氨酸(NMDA)起作用。MAO-B誘發(fā)(四)線粒體功能缺陷MAO-B誘發(fā)121主要機(jī)制:老齡動(dòng)物神經(jīng)突觸線粒體內(nèi)膜上的谷氨酸載體的轉(zhuǎn)運(yùn)活性明顯谷氨酸和天冬氨酸的線粒體的內(nèi)外交換發(fā)生障礙谷氨酸在細(xì)胞內(nèi)大量堆積,同時(shí)神經(jīng)細(xì)胞間隙的谷氨酸不能及時(shí)地被再攝取,引起NMDA型谷氨酸受體持久性激活(1)改變Ca2+、Na+、Cl-等離子的通透性,破壞細(xì)胞的生理穩(wěn)態(tài)平衡,使細(xì)胞腫脹、變性和壞死;(2)誘發(fā)線粒體內(nèi)自由基的生成;(3)引起線粒體腫脹和功能異常。黑質(zhì)變性PD主要機(jī)制:122(六)其他1、炎癥反應(yīng)參與PD發(fā)病過程

PD病人和長期暴露于MPTP的黑質(zhì)和紋狀體有膠質(zhì)增生和反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞;在PD的黑質(zhì)中已經(jīng)觀察到有膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的白介素、干擾素、腫瘤壞死因子α等炎癥反應(yīng)介質(zhì)。2、細(xì)胞凋亡與PD發(fā)病

細(xì)胞凋亡參與神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育和老化的生理和病理過程,尚無明確的證據(jù)說明凋亡是否參與PD的發(fā)病,有些現(xiàn)象提示凋亡可能參與PD的發(fā)病。(六)其他123

有研究表明,MPP+可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)凋亡,而細(xì)胞凋亡因子Caspase抑制可降低MPTP的神經(jīng)毒性。3、免疫異常與PD發(fā)病

PD患者的血清對(duì)大鼠中腦DA神經(jīng)元有抑制作用,并呈補(bǔ)體依賴性的抑制效應(yīng)。PD患者中多數(shù)的病人腦脊液中含有能與黒質(zhì)多巴胺神經(jīng)元起免疫反應(yīng)的抗體,即多巴胺神經(jīng)元抗體;進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),PD患者中有78%的病人腦脊液中含有多巴胺神經(jīng)元抗體,而對(duì)照組病人的腦脊液中僅有3%的人含有多巴胺神經(jīng)元抗體。

124主要臨床表現(xiàn)主要癥狀靜止性震顫肌強(qiáng)直運(yùn)動(dòng)遲緩姿勢步態(tài)異常初發(fā)癥狀:震顫最多(60%~70%),步行障礙(12%)、肌強(qiáng)直(10%)、運(yùn)動(dòng)遲緩(10%)主要臨床表現(xiàn)主要癥狀125帕金森震顫

多數(shù)患者以震顫為首發(fā)癥狀。一側(cè)上肢遠(yuǎn)端(手指)開始,逐漸擴(kuò)展到同側(cè)下肢及對(duì)側(cè)肢體,下頜、唇、舌及頭部最后受累。靜止性震顫,4~6次/秒。拇指與食指“搓丸樣”(pill-rolling)動(dòng)作,安靜時(shí)出現(xiàn)。多為不對(duì)稱性。情緒激動(dòng)或精神緊張時(shí)加劇,睡眠中可完全消失。帕金森震顫多數(shù)患者以震顫為首發(fā)癥狀。一側(cè)上肢遠(yuǎn)端(手指)開126肌強(qiáng)直

初期患者感到患肢運(yùn)動(dòng)不靈活,有僵硬或緊張的感覺,出現(xiàn)動(dòng)作困難。對(duì)側(cè)肢體的自主運(yùn)動(dòng)可誘導(dǎo)出肌張力的增高。“鉛管樣強(qiáng)直”、“齒輪樣強(qiáng)直”。肌強(qiáng)直初期患者感到患肢運(yùn)動(dòng)不靈活,有僵硬或緊張的感覺,出現(xiàn)127運(yùn)動(dòng)遲緩

因肌張力增高、姿勢反射障礙,使起床、翻身、步行、變換方向等運(yùn)動(dòng)遲緩病人有運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)困難和動(dòng)作執(zhí)行困難,是病人最常見和較特殊的表現(xiàn)。早期以肢體遠(yuǎn)端受累對(duì)左旋多巴治療反應(yīng)好運(yùn)動(dòng)遲緩因肌張力增高、姿勢反射障礙,使起床、翻身、步行、變128運(yùn)動(dòng)遲緩的具體表現(xiàn)一般性表現(xiàn):動(dòng)作啟動(dòng)困難自主動(dòng)作變慢、幅度變小重復(fù)動(dòng)作易疲勞做序列性動(dòng)作困難不能同時(shí)做多個(gè)動(dòng)作僵住特殊表現(xiàn):解系鞋帶、扣紐扣難“小寫癥”“面具臉”手?jǐn)[動(dòng)減少流涎言語減少,語音低沉、單調(diào)。運(yùn)動(dòng)遲緩的具體表現(xiàn)一般性表現(xiàn):特殊表現(xiàn):129運(yùn)動(dòng)遲緩(bradykinesia)表情肌活動(dòng)少,雙眼凝視,瞬目減少,呈面具臉(maskedface),流涎運(yùn)動(dòng)遲緩(bradykinesia)表情肌活動(dòng)少,雙眼凝視,130手指精細(xì)動(dòng)作(扣紐、系鞋帶等)困難;做序列性動(dòng)作困難,不能同時(shí)做多個(gè)動(dòng)作隨意動(dòng)作減少,始動(dòng)困難手指精細(xì)動(dòng)作(扣紐、系鞋帶等)困難;做序列性動(dòng)作困難,不能同131小寫癥(micrographia)小寫癥(micrographia)132姿勢步態(tài)異常

站--屈曲體姿行--步態(tài)異常轉(zhuǎn)彎--平衡障礙早期下肢拖曳;之后小步態(tài)、啟動(dòng)困難、行走時(shí)上肢擺動(dòng)消失姿勢步態(tài)異常站--屈曲體姿133屈曲體姿屈曲體姿134四、PD的診斷和治療

診斷標(biāo)準(zhǔn)1.靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢性反射障礙;四個(gè)癥狀和體征中的二個(gè)。2.排除帕金森綜合征

沒有可以引起繼發(fā)性帕金森病的病因:如腦外傷、腦血管疾病、病毒感染、金屬中毒、一氧化碳中毒等。3.必要時(shí)可結(jié)合左旋多巴實(shí)驗(yàn)或阿樸嗎啡實(shí)驗(yàn)。四、PD的診斷和治療診斷標(biāo)準(zhǔn)135修訂的帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn):有下列表現(xiàn)三項(xiàng)以上的可以診斷:1.起病:一個(gè)或多個(gè)肢體的運(yùn)動(dòng)緩慢、靜止性震顫。2.明顯的單側(cè)分布起病形式。3.鉛管樣或齒輪樣強(qiáng)直,伴有面部、軀干或肢體的運(yùn)動(dòng)減少,姿勢反射異常等。4.L-DOPA治療兩個(gè)月內(nèi)反應(yīng)良好(改善25%以上)。左旋多巴可以改善臨床癥狀,降低死亡率,是治療PD的金標(biāo)準(zhǔn)

修訂的帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn):136不支持PD診斷的癥狀和體征:1.下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害。2.失用性步態(tài)障礙。3.小腦癥狀、意向性震顫。4.凝視麻痹。5.明顯的癡呆伴輕度錐體外系癥狀。6.嚴(yán)重的自主神經(jīng)功能障礙。不支持PD診斷的癥狀和體征:137(二)PD的治療

1、藥物治療藥物治療是目前最常用的方法,主要針對(duì)增加多巴胺遞質(zhì)而改善癥狀:(1)左旋多巴:是數(shù)十年來最主要的治療藥物;(2)單胺氧化酶B(monoamineoxidaseB,MAO-B):抑制多巴胺的代謝;(3)多巴胺受體激動(dòng)藥:激活紋狀體神經(jīng)元上的

D1和D2多巴胺受體,增加多巴胺含量;(4)乙酰膽堿抑制藥。

(二)PD的治療1382、其他正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的新療法(1)多巴胺能組織移植

(2)多巴胺和去甲腎上腺素的微球體注入紋狀體內(nèi),能可控地釋放多巴胺;(3)神經(jīng)營養(yǎng)因子(neurotrophicfactors,NTFs)的治療

A:膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)B:腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)

2、其他正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的新療法139

GDNF和BDNF能提高多巴胺能神經(jīng)元的生存能力,減少M(fèi)PTP和6-羥多巴對(duì)黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)的損害,改善6-羥多巴所致的旋轉(zhuǎn)癥狀。C:堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)

能提高多巴胺合成酶-酪氨酸羥化酶(TH)免疫活性細(xì)胞的數(shù)目及活性。將神經(jīng)營養(yǎng)因子注入到黑質(zhì)、紋狀體或腦室內(nèi)可以挽救PD患者的多巴胺能神經(jīng)元,減輕黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)損害產(chǎn)生的震顫麻痹癥狀。GDNF和BDNF能提高多巴胺能神經(jīng)元的生存能力,減1403、基因治療PD的基因治療策略:(1)導(dǎo)入編碼多巴胺合成酶的基因以增加多巴胺局部含量;(2)將神經(jīng)營養(yǎng)因子基因引入到黑質(zhì)和紋狀體以阻止或減緩多巴胺能神經(jīng)元的退變,甚至促進(jìn)損傷神經(jīng)元的恢復(fù)。基因?qū)氲姆绞剑海?)直接體內(nèi)(invivo)導(dǎo)入:載體(2)間接體內(nèi)(exvivo)導(dǎo)入:細(xì)胞

3、基因治療1413.1基因轉(zhuǎn)移的載體,用于直接體內(nèi)的表達(dá)載體載體優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)腺病毒載體(Ad)高滴度,外源基因容量大,不依賴細(xì)胞分裂而自然感染細(xì)胞細(xì)胞毒性大腺相關(guān)病毒載體(AAV)細(xì)胞毒性小,能有效感染神經(jīng)元外源基因容量小HSV-1低細(xì)胞毒性和免疫源性,外源基因容量大有潛在致病性,用途受限3.1基因轉(zhuǎn)移的載體,用于直接體內(nèi)的表達(dá)載體載體優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)腺1423.2用于間接體內(nèi)的基因修飾細(xì)胞基因修飾細(xì)胞:將外源基因克隆到一個(gè)合適的載體并導(dǎo)入體外培養(yǎng)的自體或異體靶細(xì)胞內(nèi),這種細(xì)胞即是基因修飾細(xì)胞。表達(dá)載體:真核表達(dá)質(zhì)粒和反轉(zhuǎn)錄病毒靶細(xì)胞:神經(jīng)元前體細(xì)胞、原代神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和成肌細(xì)胞等。3.2用于間接體內(nèi)的基因修飾細(xì)胞1433.3神經(jīng)遞質(zhì)替代的基因治療將編碼合成多巴胺的酪氨酸羥化酶(tyroxinehydroxylase,TH)和其他與多巴胺合成相關(guān)的酶基因引入紋狀體,是目前基因治療PD的主要策略。⑴直接體內(nèi)酶替代基因治療A:將攜帶TH基因的HSV-1擴(kuò)增子載體或AAV載體注射到腦內(nèi),促進(jìn)多巴胺合成;B:AAV同時(shí)介導(dǎo)TH和GTPCH-I/ADCC基因進(jìn)入紋狀體內(nèi),增加多巴胺含量;C:編碼D2受體的腺病毒載體進(jìn)入大鼠紋狀體,增加D2受體的表達(dá)。3.3神經(jīng)遞質(zhì)替代的基因治療144⑵間接體內(nèi)酶替代基因治療間接體內(nèi)方法通常先用磷酸鈣轉(zhuǎn)染或病毒感染的方法對(duì)靶細(xì)胞進(jìn)行基因修飾,再將攜帶目的基因的細(xì)胞植人腦內(nèi)以達(dá)到治療目的。移植基因修飾細(xì)胞的治療效果明顯,但轉(zhuǎn)移基因細(xì)胞的表達(dá)呈進(jìn)行性下降,因此,長期表達(dá)是需要解決的問題。

⑵間接體內(nèi)酶替代基因治療1453.4神經(jīng)營養(yǎng)因子的基因治療神經(jīng)營養(yǎng)因子的在PD中的作用:A:能維持多巴胺能神經(jīng)元的存活;B:促進(jìn)突起生長;C:增強(qiáng)多巴胺神經(jīng)元對(duì)多巴胺的攝取能力;D:減輕或防止多巴胺能神經(jīng)元的損傷,減輕PD癥狀。

3.4神經(jīng)營養(yǎng)因子的基因治療146⑴直接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療載體:Ad、AAV、HSV-1和慢病毒等病毒載體神經(jīng)營養(yǎng)因子:最主要的是GDNFGDNF作用:防止多巴胺神經(jīng)元的破壞,對(duì)黑質(zhì)多巴胺能系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)和修復(fù)作用,減輕PD癥狀。⑵間接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療GDNF,BDNF,bFGF成纖維細(xì)胞、成肌細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞基因修飾細(xì)胞黑質(zhì)或紋狀體分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子減輕PD癥狀反轉(zhuǎn)錄病毒載體⑴直接體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子基因治療反轉(zhuǎn)錄病毒載體147五、用于PD研究的動(dòng)物模型(一)帕金森病動(dòng)物模型的發(fā)展:19世紀(jì)50年代,Carlson,腹腔內(nèi)注射利血平后,表現(xiàn)出了類似人類帕金森病的癥狀。但是該模型不同個(gè)體間差別較大,而且其病理改變與人類PD大不相同。1968,6-OHDA80年代初期,MPTP五、用于PD研究的動(dòng)物模型148(二)利用6-羥多巴(6-OHDA)制備的大鼠PD模型1.6-OHDA的建模機(jī)制:

(1)黑質(zhì)內(nèi)的6-OHDA與DA競爭攝取位點(diǎn);(2)細(xì)胞內(nèi)外的氧化反應(yīng)把6-OHDA分解后產(chǎn)生活性氧,通過MAO誘導(dǎo)產(chǎn)生H2O2;(3)直接引起線粒體功能障礙。(二)利用6-羥多巴(6-OHDA)制備的1492.6-OHDA制模的方法:⑴完全損傷模型:用成年健康SD大鼠或Wistar大鼠麻醉后,固定于立體定位儀,將6-OHDA定向注射于大鼠的內(nèi)側(cè)前腦束(MedialForebrainBundle,MFB)或黑質(zhì)。模型成功標(biāo)準(zhǔn):模型制備成功后,外周注射DA能受體直接激動(dòng)劑(如阿普嗎啡、左旋多巴等)能誘發(fā)動(dòng)物向健側(cè)旋轉(zhuǎn),促DA釋放劑如苯丙胺等能誘發(fā)動(dòng)物向損傷側(cè)旋轉(zhuǎn)。2.6-OHDA制模的方法:150⑵部分損傷模型:A:小劑量6-OHDA黑質(zhì)內(nèi)注射;B:黑質(zhì)致密部(substantianigraparscompacta,SNpc)周圍注射,外側(cè)單點(diǎn)注射和內(nèi)外側(cè)兩點(diǎn)注射;C:紋狀體內(nèi)注射。⑵部分損傷模型:1513.6-OHDA模型的行為測定

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