帕金森病(PD)是第二常见的神经退行性疾病。据推测，帕金森病是遗传和环境因素共同作用的结果。PD中黑质多巴胺能(DA)神经元的特异性缺失导致新纹状体通过黑质纹状体通路的DA神经支配明显缺失。DA神经支配的渐进性丧失是帕金森病特征性运动症状的原因，包括运动障碍、静息震颤和姿势不稳。

PD的一个标志性组织病理学标记是存在细胞质内含物，称为Lewy小体（LBs），在PD脑的中脑中发现，包括黑质[ 1]LBs的主要成分是突触前蛋白，称为 α-突触核蛋白( α-syn）[ 2]．迄今为止，尚不清楚LBs形成的机制是疾病的原因还是结果。一些家族型帕金森病与编码帕金森病的基因突变有关 α-以及编码富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）、DJ-1和Parkin的基因[ 3.， 4]．这些突变为开发PD转基因鼠模型奠定了基础。

目前，帕金森病的唯一治疗方法是姑息性治疗，通常使用多巴胺激动剂，如左旋多巴（L-DOPA）。手术技术，如苍白球切开术和脑深部刺激术，也被证明能成功地减轻帕金森病的一些主要运动症状。到目前为止，旨在恢复帕金森病功能丧失的最有希望的研究途径似乎是细胞疗法，而该领域最近的许多研究工作都集中在干细胞的使用上。

然而，由于缺乏一种有效的动物模型来模拟帕金森病的进行性神经病理学和行为缺陷，帕金森病有效治疗的重大进展受到限制。大多数关于帕金森病的研究利用了给予特定神经毒素的啮齿动物，包括6-羟基多巴胺（6-OHDA），1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）、百草枯和鱼藤酮，注入黑质致密部（SNpc）或黑质纹状体通路。虽然这些模型对帕金森病的潜在有效治疗产生了有价值的见解，但它们并不能准确地模拟帕金森病相关的神经病理学和行为缺陷的整个星座。最近，通过在啮齿动物中插入突变的人类基因，已经开发出帕金森病的转基因动物模型尽管这些转基因模型大部分都是在小鼠身上建立的，但最近的研究重点是建立帕金森病的转基因大鼠模型。

本文的目的是提供最新发展的PD遗传大鼠模型，并提供一些评估它们在治疗研究中的有用性。我们将尝试比较每个新开发的模型在模拟神经病理学和行为特征方面的能力(见表) 1)我们还将介绍一些使用这些模型的早期治疗研究。虽然这些模型中没有一个能提供检测帕金森病潜在治疗的最佳工具，但我们认为其中一些模型有可能比更常用的神经毒性大鼠模型有所改善。

研究最彻底的PD转基因大鼠模型是 α-突触核蛋白大鼠模型。如前所述，PD的一些家族形式与 α-syn，一种140氨基酸的小神经元蛋白(14.4 kDa) [ 5，位于突触前末梢。在人类中，基因 α-syn位于染色体4q21-q23上[ 6[该蛋白质在大脑中高度表达。在A53T中致命常染色体显性突变[ 7]，E46K [ 8]和A30P [ 9]基因编码区的研究 α-在罕见的早发性帕金森病患者中，syn与LB聚集体和Lewy神经突起有关 α-syn暗示了突触囊泡运输的一个作用 α-syn是酪氨酸羟化酶（TH）的剂量依赖性抑制剂[ 10]．另一方面， α-syn可能是多巴胺转运体的一个环节，通过这种方式增加多巴胺的再摄取[ 11]．因此，它似乎是一个最佳水平 α-syn可能对DA神经元的正常功能至关重要。

转基因 α-利用腺相关病毒（rAAV）或HIV-1衍生的慢病毒在成年大鼠中建立了syn模型，以转导突变的人类基因 α-syn基因进入黑质纹状体通路。此外，HIV-TAT介导的蛋白转导已被用于转导突变的人 α-虽然已经有一些成功的表达了 α-Syn在Sn内的Da神经元中，Da神经元变性的量大大变化，在免疫组织化学（IHC）评估的研究之间大大变化。其中一些变异可能是由于不同形式的 α-所使用的syn基因、所使用的传递方法或所使用的基因启动子。例如，Klein等人[ 13]发现当他们注射表达突变人类的rAAV时，TH阳性DA神经元减少了53% α-syn A30P进入SN，而Kirik等[ 12]报告说，当他们注射表达突变人的rAAV时，降低了30-80% α-序列号中的syn A53T。克莱因等人[ 13]Kirik等人利用了一种杂交巨细胞病毒（CMV）/鸡 β-肌动蛋白（CBA）启动子驱动不同突变体的表达 αsyn基因。这个特定的启动子是添加了CMV启动子增强子元件的CBA启动子。此外，Kirik等人[ 12]发现注射后8周TH阳性DA纹状体神经支配减少50%。在行为方面，Kirik等人[ 12]报告称，25%的 α-注射syn的大鼠在阿朴吗啡诱导的旋转评估期间以及在爪子到达（即圆柱体）任务中受到损害，这种损害与超过60%的DA-SN神经元丢失相一致。然而，Klein等人[ 13]在Amphetamine诱导的旋转中没有发现显着的行为损伤。Kirik和Klein调查人员俩都报告了包括的神经变性的渐进模式 α-syn聚集物，类似于PD患者中的LBs。因此，与帕金森病的神经毒性大鼠模型相比，这些转基因大鼠模型更接近帕金森病多巴胺能神经元的进行性丢失。

山田等人[ 15]创造了一个 α-syn模型使用raav，但利用了基克和克莱林组使用的CMV / CBA启动子不同的巨细胞病毒（CMV）启动子[ 12， 13]Yamada等人报告，注射的SN中DA神经元数量减少了50%，但这一减少不足以在注射的大鼠和对照组之间产生显著差异，当对这些动物进行阿扑吗啡诱导的旋转测量时。

Recchia等人[ 18]创造了一个 α-syn的PD模型，通过在黑素内注射突变的A30P α-他们的研究比较了单侧注射TAT- αsyn A30P蛋白质, α-syn A30P蛋白、6-OHDA和假对照在不同时间点进入SN。通过IHC、western blot、HPLC分析和行为评估评估神经退行性变和基因表达。他们发现 α-不含TAT融合蛋白的syn A30P蛋白在SN神经元内不整合，而80%的TH阳性细胞表达 α-继TAT之后的syn A30P- αsyn A30P注入。在这些动物中未发现LBs或Lewy神经突起的形成。答, α-通过western blot检测，注射后24小时，在SN、纹状体和对侧皮质内发现syn A30P分布。注射后15和30天，TAT- α-syn A30P产生了 26.3 ± 5．0 %的TH阳性神经元缺失，而 81.2 ± 2.1 %注射6-OHDA后TH阳性神经元丢失。注射后7天，TAT- α-syn A30P动物表现为 20.8 ± 3.6 da和da的百分比减少 16.6 ± 2.5 %与对侧纹状体相比，同侧纹状体内3,4-二羟基苯乙酸（DOPAC）减少。相比之下，接受6-OHDA注射的动物显示 60.6 ± 3.6 da和a减少％ 59.7 ％ ± 4 ． 5 与对侧纹状体相比，同侧纹状体内DOPAC减少。在接受TAT的动物中，给予阿扑吗啡不会产生显著数量的同侧旋转- αsyn A30P注射。然而，大鼠接受TAT- α-当通过rotorod和足迹分析评估运动功能时，syn A30P注射在第30天和第90天显示运动损伤增加。

最近，Sanchez Guajardo等人[ 22研究了小胶质细胞激活的时间分布 α-syn大鼠PD模型。他们注射表达人类野生型(hWT)的rAAV2/5 α-syn直接进入正确的SN。根据rAAV2/5 hWT浓度将大鼠分为两组 α-综合 α-syn神经退行性变组给予较低浓度的rAAV2/5hwt αsyn,而 α-syn细胞死亡组的浓度更高的 α-syn神经变性大鼠SN内th阳性神经元没有明显减少。然而，在这些动物的纹状体中，th阳性纤维密度下降和病理形成。的 α-Syn细胞死亡组在Sn内表现出显着的Th阳性神经元的显着减少，并降低了纹状体内的Th阳性纤维密度。在注射后四周内在两组中看到微胶质细胞增加。在4周的神经变性组中活化的微胶质细胞显着高，微胶质细胞水平在8-15周的8-15周恢复到控制水平。在细胞死亡组内，小凝胶水平在8周达到峰值并在15周内恢复到控制水平。

Lelan等[ 19创造了转基因的 αsyn大鼠利用微量注射转移表达A30P和A53T双突变人类基因的构建体pUTHTV α在大鼠TH启动子的控制下。这些研究人员观察了突变人的表达 α-syn在嗅鳞茎中，在sn内。他们还观察到突变的人类嗅觉障碍 α与野生型大鼠相比，Syn转基因大鼠。运动行为未见损伤。

Gorbatyuk等人[ 16]创造了三个 α-带hWT的syn模型 α-syn或突变 α-syn与S129A或S129D突变。在SN中单侧注射表达转基因的rAVV2/5载体。分别于注射后4、8、26周进行组织学检查。在第4周，在接受S129A的大鼠中观察到th阳性神经元损失70%，而与对照组相比，所有其他组没有显示出显著的th阳性神经元损失。8周时，大鼠接受WT注射 α-syn大鼠TH阳性神经元和S129A的丢失率为40% α-syn大鼠表现出66%的TH神经元缺失。然而，接受hWT的老鼠 α-在27周时，syn表现出60%的TH阳性神经元缺失，这与S129A相似 α-syn大鼠。接受S129D注射的大鼠在任何时间点均未出现明显的神经退行性变。采用高效液相色谱法测定纹状体DA水平。高效液相色谱分析显示，DA水平下降，与SN细胞损失一致。

Azeredo da silveira等。[ 17]创造了一个 α-观察syn模型对人类突变基因磷酸化的预防作用 α-syn参与许多神经变性疾病。该研究利用rAAV2 / 6载体与CMV启动子。人类A30P的网站定向突变 α-syn与hWT α-syn位于129位的丝氨酸残基。丝氨酸残基转化为丙氨酸（S129A）以消除磷酸化，或转化为天冬氨酸（S129D）以再现磷酸化的效果。突变的人A30P的两个位点定向突变 α-syn与hWT α-将syn与hWT进行比较 α-syn和突变的人类A30P α-同步大鼠在SN内接受两次注射。他们观察到，当大鼠接受hWT注射时，TH阳性神经元的损失率为11%到22% α-西恩。S129A突变A30P的注射 α-syn与hWT α-syn导致超过70%的剂量依赖性损失，而S129D突变A30P α-syn和人类wt α-syn导致sn中的神经变性较少，然后wt α-syn，注射hWT的大鼠 α-与突变的人A30P的syn α-syn比WT表现出更少的神经退行性变 αsyn老鼠。

最后，一系列 α-Lo Bianco等人制作了PD的syn模型[ 14，使用一种hiv -1衍生的慢病毒，表达一系列的 α-syn基因，包括野生型人类 α-syn，突变人A30P α-syn，突变的人A53T α-syn和鼠野生型 α-综合largest reduction of TH-positive neurons within the SN was observed in animals treated with the lenti-WT human α-syn，表现出35%的降低。A30P治疗的大鼠 αsyn和A53T α-syn在th阳性神经元中也分别减少33%和24%。一些 α-在存活的黑质神经元的突起和胞体的细胞质中发现syn包涵体。

随后使用过表达胶质源性神经营养因子（GDNF）的基因，与多巴胺能神经元的神经保护有关的蛋白质，在降低其中几个中的细胞损失时不成功 α-syn帕金森病大鼠模型。例如，Lo Bianco等人[ 23]发现，在双侧注射lentit - a30p -前两周，只在SN的背侧注射lentit - gdnf α-Syn，未能减少由IM免疫组化评估的DA神经元的丧失。同样，Decressac等人。[ 24]在IGN内注射rAAV2-A30P前两周将扁豆状GDNF注射到纹状体- α-在第二项研究中，syn和rAAV2-A30P经皮注射前三周，在纹状体和SN背侧注射rAAV2-GDNF- α-syn发现这些GDNF注射不能防止 α-在这两项研究中，syn均引起神经毒性。

Lo Bianco等人还测试了使用慢病毒传递parkin的潜在疗效 α-syn大鼠PD模型[ 25]．Parkin是一种465-氨基酸蛋白，负责蛋白质降解，约50%的青少年PD病例中发现突变型Parkin，这是该病的一种常染色体隐性形式[ 26]Lo Bianco等人将两组大鼠双侧注射到lenti-A30P的右侧SN中- α-syn/lenti YFP或lenti-A30P- α-syn/ lentid -Parkin (Parkin基因来自野生型鼠)。对照组动物注射小扁豆parkin或小扁豆yfp。在接受lentit - a30p -的动物中，观察到SN中th阳性神经元减少了31% α-而在接受lenti-A30P的动物的SN中观察到TH阳性神经元减少9%- α-和兰蒂·帕金一起。lenti-A30P纹状体内TH阳性神经突起减少16%- αsyn老鼠。给予lentit - a30p -的动物 α- 与Lenti-Parkin的-syn在纹状体内表现出4％的抗神经菌素。此外，动物接受Lenti-A30P- α-syn与lentil - parkin，如银染色证明，没有显示一个 αlentit - a30p - α-syn组。动物接受Lenti-A30P- α-syn与lentil - parkin的过度磷酸化增加了45% α-syn纳入，并lenti-a30p- α-syn动物的过度磷酸化增加了43% α-类似地，Yamada等人[ 4]研究了帕金对rAAV的影响 α-他们注射表达rAAV的PD的syn模型 α-syn和rAAV parkin同时直接注入SN，与rAAV注射大鼠相比，观察到SN内DA神经元的细胞死亡和阿泊吗啡诱导的旋转数降低 α-syn单独。显然，这是 α-syn大鼠PD模型提供了许多类似PD症状的特征。然而，大多数模型产生的细胞损失相对有限，这为早期PD提供了一个有用的模型，但缺乏广泛的细胞损失和行为缺陷，以准确模拟该疾病的后期阶段。在这些大鼠模型中的早期治疗试验表明，parkin基因的过表达，而不是GDNF，可能会减少PD模型中th阳性细胞的损失。

第二种转基因大鼠模型涉及使用LRRK2，它是ROCO蛋白家族和RAS-GTPase超家族的成员。LRRK2基因包含一个类似gtpase的结构域和一个类似激酶的结构域。该基因中有大量的突变已被确认，并与PD相关。在这些突变中，G2019S被发现是最常见的[ 27， 28]是位于激酶结构域内的点突变。另一种常见突变是R1441C，其中GTPase结构域内发生突变。

Zhou et al. [ 21]利用具有G2019S突变的LRRK2转基因大鼠。将TRE-LRRK2 G2019S转基因大鼠与CAG-tTA转基因大鼠杂交，建立转基因大鼠。这些研究人员使用一种因缺乏强力霉素而激活的启动子，检测了人类LRRK2突变的时间表达效应。他们在20分钟的评估期内测量了大鼠在开阔场地迷宫中的总距离和定型运动，然后在注射安非他明5分钟后或注射诺米芬辛（DA再摄取抑制剂）20分钟后再进行20分钟的测试。他们发现，人类LRRK2 G2019S的时间表达增加了行走的距离以及刻板行为的数量。与对照组相比，给予诺米芬辛或安非他明后，LRRK2 G2019S的时间表达显著减少诱发反应的数量。除了开放场评估外，这些研究人员还通过微透析测量了纹状体内DA，发现接受LRRK2瞬时表达的大鼠纹状体内细胞外DA增加。然而，给这些大鼠服用安非他明和诺米芬辛后，DA水平没有增加。研究人员将这些结果归因于DA转运体（DAT）的损伤，这是由于SNpc内保存了TH阳性神经元，纹状体中的轴突终末数量也没有任何变化。

Dusonchet等人[ 20]利用重组人血清5型腺病毒(RAd)在成年大鼠中建立转基因LRRK2模型。这些研究人员比较了人类野生型LRRK2的过表达和LRRK2 G2019S人类突变。他们在人类野生型LRRK2动物中没有发现th阳性细胞的缺失。然而，在G2019S LRRK2动物中，th阳性细胞在10 - 42天期间出现进行性损失(总损失21.4%)，纹状体th阳性纤维减少10%。

与 α-在syn模型中，LRRK2转基因PD大鼠模型似乎仅提供少量TH阳性细胞的损失。然而，当LRRK2 G2019S基因在该转基因PD大鼠模型中被激活时，有证据表明运动障碍。因此，该模型也可为评估潜在治疗提供有用的工具在帕金森病的早期阶段发生了一些变化。

在本文中，我们提供了各种帕金森病遗传大鼠模型的最新情况。尽管在所用的基因类型和技术方面，所回顾的研究中存在相当大的差异，但大多数模型显示SNpc中TH阳性神经元的进行性和显著性（尽管是适度的）丢失。从桌子 1, α-syn模型显示细胞进行性丢失，伴有蛋白质聚集，但几乎没有证据表明持续的运动缺陷 α-syn A53T大鼠模型确实产生了显著的TH阳性细胞丢失（约60%）和伴随的运动缺陷，但只有25%接受该突变基因的大鼠出现这种情况。LRRK2模型产生了与早期PD相当的细胞损失水平和开放场迷宫中的运动缺陷，但没有证据表明这些动物中存在蛋白质聚集。在治疗方面，使用转基因PD大鼠的研究表明，帕金可以提供显著水平的保护，防止多巴胺能神经元丢失。总的来说，这些研究表明，目前使用的帕金森病转基因大鼠模型可以为帕金森病的早期阶段提供有用的工具，但在开发一种模拟该病整个时间跨度内观察到的进行性神经病理学和行为缺陷的模型方面还需要更多的工作。