研究目的:帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是老年人中发病率极高的一种神经退行性疾病,其主要病理改变是中脑黑质区多巴胺(dopamine, DA)能神经元发生变性死亡,引起纹状体DA的含量显著性减少,进而影响黑质-纹状体通路的平衡。PD的主要临床表现包括静止性震颤、肌强直、动作迟缓、姿势步态障碍等运动症状,同时可伴有睡眠障碍、抑郁、便秘等非运动症状,严重影响患者的生活质量。目前临床上用于治疗PD的手段包括药物治疗和手术治疗,但仅局限于缓解患者的症状,并不能逆转DA能神经元的变性死亡,延缓病情的发生。目前的研究表明,PD的确切发病机制尚不明确,线粒体功能障碍、氧化应激、神经炎症、环境和基因突变等均可能参与DA能神经元的变性死亡过程,其中线粒体功能障碍和神经炎症在PD发展进程中一直备受关注。过氧化物酶体增殖物激活受体γ的共激活因子1α(peroxisme proliferator activated receptor coactivator-1, PGC-1α)是一种转录共激活因子,通过激活线粒体复制转录有关的调节因子NRF1和NRF2,使线粒体蛋白表达增加,参与和调节线粒体的获悉更多生物合成及代谢。通过国内外的研究发现:PGC-1α除了对线粒体的合成及代谢具有重要作用以外,还具有抑制炎症反应的功能。已有研究表明,长期的运动训练可以预防骨骼肌中与年龄相关的肿瘤坏死因子α蛋白的增加,并且这种增长是以PGC-1α的依赖方式而增加的。除去PGC-1α而言,长期的运动训练可以预防骨骼肌中的白介素-6的水平以及随老龄化增加的氧化应激反应。由此我们推测:运动训练是否可通过调节PGC-1α的表达来抑制PD中神经炎症的反应。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革兰氏阴性菌细胞外壁的一种成分,是由脂质和多糖构成的一种糖脂质,该物质对于动物而言属于神经毒素,可通过激活小胶质细胞诱导神经炎症的发生,随后导致DA能神经元死亡,常用于复制PD动物模型。本研究通过立体定位手术的方式在小鼠中脑黑质区注射LPS构建PD模型,利用运动训练进行干预,旨在探究运动训练是否可以通过调节PGC-1α的表达来抑制小鼠PD模型黑质区神经炎症的反应。研究方法:选取雄性C57BL/6小鼠(8周龄,15-20g)40只,适应性饲养一周后随机分为四组:空白对照组(saline组)、PD模型组(LPS组)、运动对照组(运动+saline组)、运动干预组(运动+LPS组)。分组之后,运动+saline组和运动+LPS组先适应性运动一周,然后休息一天,之后按照既定的运动方案,在ZH-PT动物实验跑台上每天运动1h(以速度10m/min,坡度为0°,15min和速度5m/min,坡度为0°,5min交替的方式),训练周期为8周。8周训练期结束后,对LPS组和运动+LPS组小鼠麻醉后进行中脑黑质区立体定位注射LPS复制PD模型,saline组和运动+saline组小鼠在黑质区注射等量的生理盐水(saline)形成对照。立体定位手术24h后,对各组小鼠进行旷场行为学检测,包括小鼠在旷场中的总运动长度(m)、平均移动速度(m/s)、自主活动次数及穿线次数。行为学检测后将各组小鼠麻醉、灌流取脑,经后固定之后做冰冻切片,选取包含中脑黑质部的脑片进行免疫荧光染色,检测各组小鼠中脑黑质区TH、PGC-1α、Iba1神经元的表达情况。研究结果:1.行为学结果显示:与saline组相比,LPS组小鼠在旷场中的总运动长度(m),平均移动速度(m/s),自主活动次数及穿线次数呈显著性下降趋势(P<0.05);与LPS组相比,运动+LPS组小鼠在旷场中的总运动长度(m),平均移动速度(m/s),自主活动次数显著性增加(P<0.05),在矿场中穿线次数增加不明显(P﹥0.05);saline组和运动+saline组小鼠在旷场中的自主活动行为无显著性差异(P﹥0.05)。以上行为学结果表明,LPS诱导后会明显减弱小鼠自主活动行为,通过运动训练可增强PD小鼠自主活动的能力。2.免疫荧光染色结果显示:与saline组相比,LPS组小鼠中脑黑质区TH标记的多巴胺能神经元、PGC-1α阳性神经元数量显著减少(P<0.01),且DA能神经元形态干瘪,Iba1标记的小胶质细胞表达数量显著性增加(P<0.01),形态呈激活态,胞体增大,突起增多,表明LPS构建PD小鼠模型成功,小鼠中脑黑质区DA能神经元出现变性死亡,小胶质细胞被激活,产生神经炎症反应,并且出现该区域PGC-1α阳性神经元表达水平下调的现象;与LPS组相比,运动+LPS组小鼠中脑黑质区TH神经元的形态结构更饱满,TH阳性细胞表达数量明S pseudintermedius显增加(P<0.05),PGC-1α阳性神经元表达数量有所增加,但增加不明显(P﹥0.05),Iba1阳性细胞表达数量显著性减少(P<0.05),小胶质细胞呈静息态,表明运动训练可抑制PD小鼠黑质区神经炎症反应,保护DA能神经元。saliPF-6463922配制ne组与运动+saline组小鼠在TH、PGC-1α、Iba1阳性神经元的表达数量上没有显著性差异(P﹥0.05)。研究结论:1.LPS可复制PD小鼠模型,通过激活小胶质细胞诱导神经炎症的发生,随后导致DA能神经元死亡。2.运动训练可改善LPS诱导的PD模型小鼠自主活动能力。3.运动训练可抑制LPS诱导的PD小鼠中脑黑质区小胶质细胞引起的神经炎性反应。4.运动训练对PD小鼠炎性反应的抑制机制可能是通过上调中脑黑质区PGC-1α的表达来实现的。