亚急性MPTP诱导帕金森病小鼠黑质转录组学特征及核心致病基因网络分析

摘要

目的 探讨1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的帕金森病（PD）模型小鼠黑质区转录组学特征及其潜在的分子机制，实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证关键差异基因。方法 将26只C57BL/6J雄性小鼠随机分为分为对照组（Control组）和模型组（MPTP组）(n=13/组)。MPTP组采用亚急性给药方案（腹腔注射MPTP-HCl 30 mg/kg,连续5 d）。通过悬吊、转棒及爬杆实验评估运动功能；采用尼氏染色和免疫组化检测黑质多巴胺能神经元损伤；其中3只利用高通量转录组测序（RNA-seq）筛选差异表达基因（DEGs）,结合基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析预测其功能，选取10个DEGs。其余样本进行qRT-PCR验证。结果 与Control组相比，MPTP组小鼠悬吊潜伏期缩短（P<0.000 1）,爬杆时间延长（P<0.000 1）,转棒跌落潜伏期缩短（P<0.05）。黑质致密部TH阳性神经元丢失约60%。RNA-seq共鉴定出41 683个基因，筛选出10个显著下调DEGs（|log₂FC|≥1,P<0.05）。生物信息学分析显示，DEGs显著富集于多巴胺合成与转运、神经炎症、能量代谢等通路。qRT-PCR结果显示，与对照组比较，MPTP组中溶质载体家族6成员3（Slc6a3）(降至对照组的0.266倍)、鸟苷酸环化酶C（Gucy2c）(降至0.381倍)、胆碱能受体烟碱α6亚基（Chrna6）(降至0.483倍)及叉头框A1（Foxa1）(降至0.594倍)、DNA损伤诱导转录本4（Ddit4）(降至0.702倍)等基因表达均显著下调（P<0.05）。结论 MPTP亚急性造模导致小鼠黑质区基因表达谱发生特异性改变，差异基因通过调控神经炎症、多巴胺能突触、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路及氧化磷酸化等构成了PD发病的关键分子网络。

关键词

帕金森病 / MPTP / 转录组测序 / 差异表达基因 / 多巴胺能神经元