頂尖研究者都在用的帕金森造模工具：AAV-SNCA

1. 認識帕金森?。≒D）

帕金森?。≒arkinson’s Disease, PD）是除阿爾茨海默病外，世界第二大的神經退行性疾病。其癥狀主要表現為運動障礙或遲緩、僵直、靜止震顫等，并可能伴有感知認知障礙。帕金森病在老年人群中的發病率很高，60歲以上老年人的患病率超過2%。目前，我國的帕金森病患者約有200萬人，占全世界帕金森病人的一半左右，在我國老齡化逐漸加重的社會背景下，帕金森病已經成為威脅老年人群身心健康的一大“殺手”。帕金森病的病因至今尚不明確，有研究表明遺傳、環境污染、衰老、焦慮、抑郁和心血管疾病等因素均參與了多巴胺能神經元的死亡過程，因此迫切需要建立有效的帕金森病動物模型，用以研究致病機制并探索臨床治療手段。

2. 帕金森病造模方案

帕金森病的突出病理改變包括黑質中多巴胺能神經元的變性死亡、由α-突觸核蛋白組成的路易小體的錯誤折疊及積累。目前有兩種主流的帕金森病造模方案，分別是基于神經毒素殺傷多巴胺能神經元的造模方案和基于α-突觸核蛋白的造模方案。

· 基于神經毒素的造模方案 ·

MPTP（1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶）和6-OHDA（6-羥多巴胺）是兩種常用的神經毒素。MPTP在膠質細胞中被單胺氧化酶B代謝為MPDP⁺中間體，隨后中間體進一步轉化為有毒物質MPP⁺，MPP⁺抑制多巴胺能神經元線粒體呼吸鏈復合體I的活性，阻斷電子轉移鏈，抑制ATP的生成并促進活性氧的產生，導致神經元損傷（圖1）；6-OHDA是多巴胺的羥基化衍生物，化學結構與多巴胺類似，通過多巴胺或去甲腎上腺素轉運體進入神經元后會被單胺氧化酶A催化形成過氧化氫等毒性物質，并導致細胞結構和代謝紊亂，最終造成神經元的損傷（圖2）。

圖1. MPTP代謝及作用機制示意圖

（Dauer W et al., Neuron. 2003）

圖2. 6-OHDA誘導神經毒性的機制示意圖

（Simola N?et al., Neurotox Res. 2007）

· 基于α-突觸核蛋白的造模方案?·

α-突觸核蛋白（α-Syn）由SNCA基因編碼，主要在突觸前和核周表達，并可能與突觸可塑性或神經遞質釋放相關。生理條件下，α-Syn以可溶性單體或四聚體的構象形式存在；病理狀態下，α-Syn的構象轉變為β折疊形式，錯誤折疊的α-Syn會聚集形成寡聚體，并逐漸發展為纖維原和不溶性纖維，細胞內細胞器被相互隔離和干擾，最終形成路易小體（Lewy body），進而導致神經元病變。A53T是α-突觸核蛋白（SNCA）的突變體，該突變體的聚集效果明顯強于非突變型α-突觸核蛋白，在神經元內可以更高效的形成路易小體，進而導致帕金森病的發生，借助AAV遞送SNCA （A53T）可以高效穩定的誘導帕金森疾病的產生和發展。

圖3. α-Syn形成路易小體的機制示意圖

（Mahul-Mellier et al., PNAC.2020）

3. 維真多樣化帕金森造模工具AAV現貨供應

為了給各位PD研究者造模提供更多便利，維真生物已經將SNCA（WT）以及突變體SNCA (A53T)和SNCA (A30P)等包裝成AAV現貨，提供更加多樣化的造模工具的同時，大大縮短供貨周期。3萬余單病毒包裝經驗，質量有保證！?

相較于神經毒素的造模方案，利用AAV遞送SNCA的優勢在于：

1 更高的安全性：MPTP是有毒化合物，使用相對危險，AAV-SNCA更安全穩定。

2 更能模擬疾病發展過程：神經毒素是直接殺傷多巴胺神經元，AAV表達時程長，可以更好地模擬帕金森病發生發展的全過程，有利于發現和識別新的治療靶點。

3 更加多樣化的選擇：不同的AAV血清型，各類廣譜或特異性啟動子等，適應不同的實驗需求。病毒注射量低，相對穩定安全。

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4. AAV-SNCA(A53T)造模案例分享

作者將AAV1/2-A53T-αSyn轉導小鼠腦黑質神經元，發現αSyn在黑質多巴胺能神經元中大量表達。通過檢測路易小體病理結構的產生和分析小鼠運動模式發現：AAV1/2-A53T-αSyn小鼠滿足PD模型所需的多個標準，包括黑質紋狀體的變性，與人類PD相似的路易樣病理特征和小鼠行為缺陷。表明AAV-A53T帕金森病模型能進一步用于研究帕金森病的分子機制，探索新的療法和藥物臨床前測試。

實驗動物

成年C57BL/6野生雄鼠

載體名稱

AAV1/2-A53T-αSyn&AAV1/2-EV

注射方式

立體定向注射，0.5 μl/min

注射部位

右側腦黑質

病毒用量

1.5?μL，5.16 x 10E12 gp/ml

圖4.αSyn在多巴胺能神經元中大量表達并導致行為缺陷

圖5. AAV1/2-A53T-αSyn導致小鼠出現與PD患者類似的路易樣病理

（Ip et al., ACTA NEUROPATHOL COM. 2017）

· 更多帕金森造模案例可參考?·

[1] Marusela Oliveras-Salvá, Perren, A., Casadei, N., Stroobants, S., Nuber, S., & R D’Hooge, et al. (2013). Raav2/7 vector-mediated overexpression of alpha-synuclein in mouse substantia nigra induces protein aggregation and progressive dose-dependent neurodegeneration. Molecular Neurodegeneration, 8(1), 44.

[2] Rocha, E.M., Smith, G.A., Park, E., Cao, H.M., et al. (2015). Glucocerebrosidase gene therapy prevents α-synucleinopathy of midbrain dopamine neurons. Neurobiology of Disease, 82, 495-503.

[3] Karikari, A.A., Mcfleder, R.L., Ribechini, E., Blum, R., Bruttel, V., & Knorr, S., et al. (2022). Neurodegeneration by α-synuclein-specific T cells in AAV-A53T-α-synuclein parkinson's disease mice. Brain, Behavior, and Immunity, 101, 194-210.

[4] Becker, G., Michel, A.,?Bahri, M.A., Mairet-Coello, G., Lemaire, C., & Deprez, T., et al. (2021). Monitoring of a progressive functional dopaminergic deficit in the A53T-AAV synuclein rats by combining 6-[18f]fluoro-L-m-tyrosine imaging and motor performances analysis. Neurobiology of Aging, 107, 142-152.