丘脑底核脑深部电刺激治疗帕金森病大鼠的相关实验研究

摘要

本文从以下两部分进行了阐述： 第一部分 丘脑底核脑深部电刺激治疗帕金森病大鼠的作用效果及神经保护研究 目的:帕金森病是一种进行性神经变性疾病，其主要临床表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓以及姿势步态异常，目前尚无有效治愈方法。对于长期药物治疗控制帕金森病症状而效果不佳者，丘脑底核脑深部电刺激是一种可选择的有效治疗方式。然而，目前不同频率脑深部电刺激的作用效果及相关机制仍不清楚，本研究使用弥散张量成像(DTI)技术检测丘脑底核不同高频率脑深部电刺激后，大鼠脑内不同区域的DTI参数改变，并分析其与大鼠运动能力、神经保护之间的关系，以期为临床治疗和评估帕金森病提供理论依据。 方法:本研究制作6-OHDA诱导的偏侧帕金森病大鼠模型并将其分为对照组、假手术组、低频组及高频组4组，使用便携式大鼠脑深部电刺激系统植入大鼠体内，并给予丘脑底核低频(30Hz)及高频(130Hz)脑深部电刺激。首先使用旷场实验评估大鼠造模前、造模2周、造模4周及电极植入1周后的运动能力的变化，然后使用DTI影像学技术检测脑深部电刺激1周后的大鼠黑质、纹状体及海马部位的各向异性(FA)、表观弥散系数(ADC)等参数的变化，最后使用免疫组化分析黑质、纹状体及海马部位的TH、NeuN、α-syn指标表达情况。研究不同频率丘脑底核脑深部电刺激的作用效果及使用DTI评估帕金森病的治疗效果及严重程度的有效性。 结果:丘脑底核刺激电极植入1周后，高频组及假手术组运动总距离增加，低频组及对照组运动总距离减少，高频组与低频组、高频组与对照组、假手术组与对照组运动距离变化的差值有统计学差异(P＜0.05)。DTI影像学检测高频组大鼠黑质FA值比其他三组更高(P＜0.05);黑质ADC值、λtrans值比其他三组更低(P＜0.01);黑质λlong值与其他三组无明显差异(P＞0.05);纹状体及海马DTI相关参数均无明显差异(P＞0.05)。免疫组化分析高频组黑质TH染色IOD值高于其他三组(P＜0.01)，黑质NeuN染色IOD值高于其他三组(P＜0.05)，黑质α-syn染色IOD值组间无明显差异(P＞0.05)。纹状体及海马的TH、NeuN、α-syn免疫组化染色IOD值组间比较无明显差异(P＞0.05)。相关性分析显示，高频组大鼠黑质FA值与黑质TH染色IOD值呈显著正相关关系。 结论:丘脑底核高频电刺激(130Hz)及单纯刺激电极植入1周可以显著改善帕金森病大鼠的运动能力，而低频电刺激(30Hz)会加重帕金森病大鼠的运动功能障碍。高频电刺激通过减缓黑质部位多巴胺能神经元的退变起到神经保护和改善大鼠运动能力的作用，同时，DTI检测可以作为评估帕金森病的严重程度和治疗效果的有效工具。 第二部分 丘脑底核脑深部电刺激帕金森病大鼠的黑质TMT标记定量蛋白质组学研究 目的:帕金森病是一种慢性神经退行性疾病，在60岁以上人群中发病率较高，其发病病因与衰老、环境、遗传等因素均有相关性，其主要病理变化是黑质致密部的多巴胺能神经元进行性变性。丘脑底核脑深部电刺激是治疗帕金森病的有效方法，前一部分实验也表明高频电刺激可以对黑质部位多巴胺能神经元起显著神经保护作用，而目前对于脑深部电刺激治疗帕金森病的蛋白质组学研究较少，本研究拟通过TMT标记定量的蛋白质组学研究方法，在蛋白质改变的层面揭示脑深部电刺激的作用机制。 方法:本研究制作6-OHDA诱导的偏侧帕金森病大鼠模型并将其分为对照组、假手术组及高频组，使用便携式大鼠脑深部电刺激系统植入大鼠体内，并给予丘脑底核高频(130Hz)脑深部电刺激。使用旷场实验评估大鼠造模前、造模2周、造模4周及电极植入或开机1周后的运动能力的变化，然后取大鼠脑黑质部位组织进行TMT标记定量蛋白质组学及生物信息学分析，探讨丘脑底核脑深部电刺激在蛋白质组学层面产生的影响。 结果:丘脑底核刺激电极植入或开机1周后，高频组及假手术组运动总距离增加，对照组运动总距离减少，高频组与对照组、假手术组与对照组运动距离变化的差值有统计学差异(P＜0.05)。通过GO功能注释及富集分析发现，高频电刺激后，细胞正性调控功能、细胞再生功能、细胞处理功能、代谢相关功能的蛋白显著上调;而细胞凋亡、细胞黏附、免疫相关功能的蛋白显著下调。通过KEGG通路富集分析发现，Calcium信号通路、PI3K-Akt-mTOR信号通路等显著富集。 结论:丘脑底核高频电刺激(130Hz)及单纯刺激电极植入1周可以显著改善帕金森病大鼠的运动能力，高频电刺激可以通过促进细胞再生功能、抑制细胞凋亡及免疫反应相关蛋白来起到神经保护的调控作用，同时，高频电刺激可以调控Calcium信号通路、PI3K-Akt-mTOR信号通路来发挥对黑质部位的多巴胺能神经元的保护作用。

目录

英文缩略词表

摘要

前言

参考文献

第一部分丘脑底核脑深部电刺激治疗帕金森病大鼠的作用效果及神经保护研究

1．1引言

1．2实验材料

1．3实验方法

1．4实验结果

1．5讨论

1．6结论

参考文献

第二部分丘脑底核脑深部电刺激帕金森病大鼠的黑质TMT标记定量蛋白质组学研究

2．1引言

2．2实验材料

2．3实验方法

2．4实验结果

2．5讨论

2．6结论

参考文献

综述 脑深部电刺激治疗帕金森病的机制研究进展

致谢

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