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研究目的和意义:本课题中,我们通过1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)诱导的亚急性帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠模型,观察电针(Electro-acupuncture,EA)治疗对PD小鼠行为学的影响,进而研究EA对PD的治疗作用,以及可能的作用机制。旨在阐明EA是否通过激活Nrf2/GPX4信号通路抑制铁死亡的发生,进而发挥改善PD的作用。本研究阐明了EA激活了核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid-2-related factor 2,Nrf2)并增加谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase 4,GPX4)的表达、抑制脂质过氧化的发生、减少黑质(Substantia nigra,SN)中多巴胺(Dopamine,DA)能神经元的铁死亡,从而改善PD运动功的作用机制,为探究EA治疗PD的作用机制提供新的思路参考。研究方法:1.连续5天腹腔注射MPTP(30 mg/kg,i.p.5 d)建立亚急性PD小鼠模型,并通过转棒、悬挂、旷场实验评估PD模型是否建立成功;连续12 d给予EA治疗(EA预处理7 d后给予MPTP),最后一次EA治疗结束12 h后进行行为学测试,观察EA是否能够改善PD小鼠的运动功能。左旋多巴(Levodopa,L-dopa)治疗作为阳性对照组(L-dopa,20 mg/kg/d,i.g.,12 d),等体积的生理盐水治疗作为空白对照组。2.采用免疫荧光染色观察SN中酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)阳性细胞的数目,比较EA治疗与否对PD小鼠SN中TH+细胞数目的影响。3.采用免疫印迹(Western blot,WB)检测各组小鼠SN中的TH与铁死亡相关蛋白Nrf2、GPX4的表达变化,并通过试剂盒检测小鼠SN中的谷胱甘肽(Glutathione,GSH)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和铁的含量,分析EA治疗是否影响PD小鼠SN中TH、Nrf2、GPX4的蛋白表达与GSH、MDA和铁的含量。为了进一步探究EA是否通过激活Nrf2/GPX4信号通路抑制铁死亡改善PD小鼠的运动功能,口服给予Nrf2的抑制剂葫芦巴碱(Alkaloid trigonelline,AT,40 mg/kg/d,i.g.),观察Nrf2/GPX4通路相关蛋白表达的变化。研究结果:1.行为学检测结果显示,与空白对照(Control)组相比,在转棒实验和悬挂实验中,MPTP(Model)组小鼠掉落的潜伏期变短;在旷场实验中,Model组小鼠的悬空直立时间和爬壁直立时间均减少,表明MPTP诱导的亚急性PD小鼠模型建立成功,可用于后续的实验研究。与Model组相比,在转棒实验和悬挂实验中,Model+EA组小鼠掉落的潜伏期明显变长;在旷场实验中,Model+EA组小鼠的悬空直立时间和爬壁直立时间明显增加。Model+EA组与阳性对照(Model+L-dopa)组的结果相似,差异无统计学意义;以上实验结果显示,EA治疗可改善PD小鼠的运动功能。2.WB检测结果显示,与Control组相比,Model组小鼠SN区的TH及铁死亡相关蛋白Nrf2、GPX4表达水平显著降低。试剂盒检测结果显示,铁死亡相关因子GSH含量显著减少,MDA和铁含量显著增加;与Model组相比,Model+EA组小鼠SN区的TH与铁死亡相关蛋白Nrf2、GPX4表达水平明显升高,铁死亡相关因子GSH含量增加,MDA和铁含量减少;以上结果提示,EA治疗可增加PD小鼠SN区TH、Nrf2和GPX4的蛋白表达,抑制SN区细胞的铁死亡。3.免疫荧光染色结果显示,与Control组相比,Model组小鼠SN区的TH+细胞数目显著减少;与Model组相比,Model+EA组小鼠SN区的TH+细胞的数目增多。以上结果提示,EA治疗能够增加PD小鼠SN区TH+细胞的数目,抑制DA神经元的丢失。4.口服给予葫芦巴碱后,行为学检测结果显示,与Model+EA组相比,转棒实验和悬挂实验中,Model+EA+AT组小鼠掉落的潜伏期明显变短;在旷场实验中,Model+EA+AT组小鼠的悬空直立时间和爬壁直立时间也明显变短,且以上实验结果与Model+L-dopa组有统计学差异。WB检测结果显示,与Model+EA组相比,Model+EA+AT组小鼠SN区的TH与铁死亡相关蛋白Nrf2、GPX4表达水平降低。试剂盒检测结果显示,与Model+EA组相比,Model+EA+AT组小鼠SN的区铁死亡相关因子GSH含量降低,MDA和铁含量增加。免疫荧光染色结果显示,与Model+EA组相比,Model+EA+AT组小鼠SN区的TH+细胞数目明显减少,提示EA治疗可能通过激活Nrf2/GPX4信号通路,抑制DA能神经元的铁死亡,减少DA能神经元的丢失,进而改善PD小鼠的运动功能。研究结论和意义:本研究证实,通过腹腔注射MPTP成功建立亚急性PD小鼠模型,经EA治疗后,PD小鼠的运动功能得到了明显的改善。进一步的机制研究发现,EA治疗能够通过激活Nrf2/GPX4信号通路,抑制PD小鼠SN区细胞铁死亡的发生,减少DA能神经元的丢失。本研究结果表明,EA治疗可能通过激活Nrf2/GPX4信号通路,抑制SN区DA能神经元的铁死亡,减少DA神经元的丢失,进而发挥治疗PD的作用,为探究EA治疗PD的作用机制研究提供新的思路。