帕金森病（Parkinson's disease，PD）是最常见的慢性神经系统退行性病变之一, 其主要症状是运动功能的改变，如运动过缓、静止震颤、步态畸形和姿势不稳等病变，最后导致运动能力丧失。流行病学调查显示，随着年龄增长PD患病率逐渐增高，55岁以上的人群中，帕金森病的患病率超过1%，65岁以上约为2%，是威胁老年社会人类健康的重大疾病。
小鼠模型研究发现，过度表达的野生型或突变型α-synuclein均能引起人类帕金森病的部分关键表型和病理特征。然而，相对小鼠而言，大鼠的神经系统与人类更相似， 大脑更发达，脑容量、表面积均比小鼠大。大鼠智力更高，对新环境易适应，有探索性，易训练，具备对惩罚和暗示敏感的特性，更加有利于并更广泛地用于行为学研究和高级神经活动的研究。
中国医学科学院医学实验动物研究所、卫计委人类疾病比较医学重点实验室建立了α -synA53T转基因大鼠模型，该转基因大鼠表现出中脑黑质多巴胺神经元大量变性丢失的病理改变以及运动协调能力下降和步态障碍的行为学改变。
1. 转基因表达α –syn A53T导致大鼠中脑TH阳性神经元数目减少
酪氨酸羟化酶(TH)是多巴胺（DA）能神经元合成的限速酶，通过检测TH阳性细胞数目及TH蛋白表达情况可反映多巴胺神经元功能状态。

图1 免疫荧光或者免疫组化检测转基因大鼠中脑黑质TH阳性神经元的数目变化
WT，同窝阴性对照鼠；Tg为α –synA53T转基因大鼠; 1M, 1月龄; 7M, 7月龄。
 

2. 转基因表达α –syn A53T导致大鼠中脑神经元胞浆内α –synulcien 聚集
取7月龄转基因大鼠及同窝阴性对照鼠中脑黑质组织切片进行免疫荧光染色发现，和对照鼠相比，转基因鼠中脑黑质神经元出现α –synuclein 阳性着色，且和酪氨酸羟化酶(TH)阳性的神经元共定位，提示α –synuclein在多巴胺能神经元中特异表达（图2）。免疫组化显示，黑质致密部虽无典型的路易小体出现，但神经元胞浆内有大量的α –synuclein聚集，而且α –synuclein阳性黑质神经元形态异常，较对照组中脑黑质神经元体积小（图3）。

图2  IF检测人α -synuclein蛋白在转基因大鼠脑黑质多巴胺神经元中的表达
WT，同窝阴性对照鼠；Tg为α –synA53T转基因大鼠；DAPI,  DAPI即4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole)，TH, 酪氨酸羟化酶(TyrosineHydroxylase,TH)；α-syn, α突触核蛋白（α -synuclein）；Merge，图像叠加。

图3  IHC检测人α -synuclein蛋白在转基因大鼠脑黑质多巴胺神经元中的表达
WT，同窝阴性对照鼠；Tg为α –synA53T转基因大鼠
 

3. 转基因表达α –syn A53T导致大鼠动作协调能力下降
选取7月龄转基因大鼠和同窝阴性对照鼠分别进行Rotating rod实验，发现转基因大鼠较阴性对照大鼠在转棒仪上运动时间减短，动作协调能力下降（图4）。
 

图4 7月龄转基因大鼠Rotating rod实验
WT，同窝阴性对照鼠；Tg为α –synA53T转基因大鼠。

步态指标 gait parameters	Wt (n=5)	A53T (n=8)	指标变化 （%）	P值
前肢步宽(mm)	21.00±6.47	31.07±8.20	47%  ↑	P<0.01
后肢步宽(mm)	25.00±2.31	35.17±9.26	34%  ↑	P <0.05
左前摆动时长(s)	0.144±0.006	0.128±0.010	11%  ↓	P <0.05
左后摆动时长(s)	0.123±0.006	0.108±0.011	12%  ↓	P <0.05
右前摆动时长(s)	0.14±0.003	0.12±0.010	14%  ↓	P <0.01
右后摆动时长(s)	0.12±0.010	0.11±0.007	8%   ↓	P >0.05
左后足迹最大面积	263.44±24.93	160.40±18.34	39%  ↓	P <0.05
右前足迹最大面积	197.11±71.70	164.78±60.71	16%  ↓	P <0.01