帕金森病(parkinson’s diseases;PD)是一种典型的神经退变性疾病,其神经病理学表现为黑质多巴胺(dopamine;DA)能神经元选择性变性死亡,以及神经元内α-突触核蛋白过度聚积,形成路易小体。PD的经典临床症状为静止性震颤,肌强直,运动迟缓和姿势反射障碍。然而,一些非运动症状,例如焦虑、嗅觉障碍、认知功能减退、空间学习与记忆能力损伤等会在运动障碍出现之前或者伴随运动症状出现。但这些非运动症状产生的机制还不清楚,如能了解PD发病过程中嗅觉、学习记忆能力障碍等非运动症状的神经机制并在早期进行干预,将有助于从根本上延缓或阻止PD的发病进程。α-突触核蛋白A53T转基因小鼠模型是研究α-突触核蛋白聚积在PD发生发展中作用的理想动物模型,该模型可模拟PD发展进程中神经病理学改变的过程,运动症状出现较晚,是研究PD非运动症状的理想动物模型。但当前对于该小鼠成模过程中是否出现嗅觉的改变尚未见报道,而对其在成模过程中学习与记忆功能的研究结果也不尽相同。另外,成年神经发生对嗅觉识别、空间学习与记忆具有重要的调节作用,研究表明,在α-突触核蛋白聚积和神经元发生退行性变之前,即出现成年神经发生的异常。成年神经发生主要存在于大脑的两个区域,一个是海马齿状回颗粒细胞下层,该区域的成年神经发生与空间学习记忆能力有关;另一个是侧脑室室管膜下层,此区域的神经发生通过嘴侧迁移流迁移到嗅球,参与嗅觉识别过程。α-突触核蛋白A53T转基因小鼠嗅觉及学习记忆能力的改变,是否和上述两个区域的神经发生相关亦未见报道。因此,本实验拟以α-突触核蛋白A53T转基因PD模型小鼠为观察对象,首先综合应用高架十字迷宫、嗅闻识别、精细嗅闻识别、转棒实验、水迷宫以及条件恐惧等一系列行为学实验方法,探讨小鼠在模型早期焦虑样行为、嗅觉、以及学习与记忆能力的变化,并分析上述改变与运动症状的相关性。继而应用免疫荧光染色的方法观察海马齿状回颗粒细胞下层和侧脑室室管膜下层的神经发生情况,来探讨上述行为学改变的可能机制。实验结果如下:1.高架十字迷宫实验表明,6月龄a53t转基因组小鼠在开放臂的时间显著长于对照组(p<0.05),表明6月龄a53t转基因小鼠出现抗焦虑症状;12月龄a53t转基因组小鼠的活动距离显著多于对照组(p<0.05),表明12月龄a53t转基因小鼠运动更活跃。2.嗅闻识别实验结果表明,3、6、9和12月龄对照组小鼠嗅闻新垫料的时间明显少于嗅闻旧垫料的时间(p<0.05),3、6、9和12月龄a53t转基因组小鼠嗅闻新旧垫料的时间无显著差异(p>0.05),表明a53t转基因小鼠嗅觉识别功能异常。3.精细嗅闻识别实验结果表明,12月龄a53t转基因组小鼠对两种不同混合浓度气味的正确识别率显著低于对照组(p<0.05),说明12月龄a53t转基因小鼠的精细嗅闻识别功能出现障碍。4.转棒仪实验结果表明,12月龄a53t转基因组小鼠停留在转棒上的时间明显长于对照组(p<0.05),说明12月龄a53t转基因小鼠的运动协调能力无损伤且优于对照组。5.水迷宫实验结果表明,第3天测试时3月龄a53t转基因组小鼠在原平台所在象限的探寻时间显著高于其他象限(p<0.05),第7天时对照组小鼠在原平台所在象限的探寻时间显著高于其他象限(p<0.05)。reverselearning结果表明第3天时3月龄a53t转基因小鼠记住平台所在象限,第5天时对照组小鼠记住平台所在象限。第3天测试时9月龄a53t转基因组小鼠在原平台所在象限的探寻时间显著高于其他象限(p<0.05),第7天时对照组小鼠在原平台所在象限的探寻时间显著高于其他象限(p<0.05)。reverselearning结果表明第5天9月龄a53t转基因小鼠记住平台所在象限,第6天时对照组小鼠记住平台所在象限,表明a53t转基因小鼠的空间学习与记忆能力增强。6.场景恐惧条件反射实验结果表明,3月龄a53t转基因组小鼠在无电击的场景a中僵立时间明显长于对照组(p<0.05),表明3月龄a53t转基因小鼠的空间记忆能力更强。7.免疫荧光染色结果表明,3月龄A53T转基因组小鼠的侧脑室室管膜下层、海马齿状回颗粒细胞下层的BrdU+神经元及BrdU+/DCX+双标的细胞数目与对照组比较无显著差异(P>0.05)。综上所述,我们发现3、9月龄A53T转基因小鼠的空间学习与记忆能力和对照组相比显著增强,6月龄A53T转基因小鼠开始出现焦虑减少、嗅闻识别障碍,12月龄A53T转基因小鼠出现运动活跃现象。这些研究表明A53T转基因小鼠早期出现焦虑减少、嗅觉减退、空间学习与记忆能力增强的症状,并且早于运动症状的发生。免疫荧光染色结果表明这些现象可能与小鼠成年神经发生无关。因此介导这一过程的具体分子机制还有待进一步研究。