Front Aging Neurosci：钙稳态解答帕金森病难题——为什么黑质多巴胺能神经元更脆弱

黑质致密部（SNpc）多巴胺能神经元丢失是帕金森病最明显的病理改变，但相邻的腹侧被盖区（VTA）的多巴胺能神经元却无明显变化。因此，研究人员们不禁提出这样一个问题——为什么在SNpc中的多巴胺能神经元比在VTA中的更脆弱？

已有的研究显示，钙稳态的失调可能是这种选择性的潜在原因。在SNpc中，多巴胺神经元的起搏活动伴随着L型电压依赖性钙通道亚群的活动，该通道可升高细胞内Ca2+水平；然而VTA中多巴胺神经元的起搏似乎主要依赖于电压门控钠通道。

这提示研究人员，钙依赖的起搏加上糟糕的钙缓冲能力导致SNpc中的多巴胺神经元钙超载，最终导致退化。基于此，来自印度班加罗尔的研究人员在Front Aging Neurosci上发表文章CaV1.3 L-TypeCalcium Channels Increase the Vulnerability of Substantia Nigra DopaminergicNeurons in MPTP Mouse Model of Parkinson’s Disease，发布了其研究编码CaV 1.342A和CaV 1.342的mRNA在小鼠中多巴胺神经元的表达的报道，同时评价了在MPTP介导的帕金森病小鼠中这些通道的转录是否受到影响，旨在深入挖掘钙稳态与帕金森病的关系。

1CaV 1.342A和CaV 1.342在小鼠腹侧中脑、皮层和纹状体的表达

qRT-PCR结果显示，CaV1.342A（包含外显子42A的CaV 1.3的短剪接变体）在腹侧中脑的mRNA水平是皮层和纹状体的四倍；相反，CaV 1.342（全长CaV 1.3）在皮质和纹状体的mRNA水平高于腹侧中脑；比较两者的相对mRNA水平，发现腹侧中脑中CaV 1.342mRNA约为CaV1.342A的2倍，但在皮质和纹状体中CaV 1.342A则远低于CaV1.342。

图1 正常小鼠脑区CaV 1.342A和CaV 1.342 mRNA的表达水平

2CaV1.342A和CaV 1.342与TH阳性多巴胺能神经元在SNpc的共存

采用免疫荧光和qRT-PCR技术共同检测上述两种分子在SNpc的表达，实验结果显示，SNpc中CaV 1.342A大约是皮质的四倍，相反CaV 1.342表达水平较低，这与图1显示的结果是一致的。

图2 CaV 1.342A和CaV 1.342在正常小鼠SNpc的表达

3急性MPTP暴露后SNpc的CaV 1.342A和CaV 1.342的mRNA水平变化

MPTP是一种帕金森病造模剂，当给小鼠使用时，它会导致SNpc中多巴胺神经元的选择性丢失。在本研究中，雄性C57小鼠皮下注射MPTP一天后处死。实验结果显示，单剂量的MPTP不会导致SNpc中TH mRNA水平的明显丧失，但CaV 1.342A mRNA表达显著增加，而CaV 1.342 mRNA无明显变化；用多巴胺转运蛋白DAT作为多巴胺能神经元的另一个标志物进一步验证了上述结果。这一结果表明，急性暴露于MPTP后，CaV 1.342A存在明显差异，而CaV1.342没有明显变化。

图3 给予MPTP 1天后，对小鼠SNpc中CaV 1.342A存在明显差异，而CaV 1.342没有明显变化

4亚慢性MPTP暴露后SNpc的CaV 1.342A和CaV 1.342的mRNA水平变化

随后，研究人员探讨了亚慢性暴露MPTP对小鼠这两种分子表达的影响，皮下注射MPTP 14天后处死。结果显示，亚慢性MPTP暴露导致SNpc中TH和DAT mRNA水平的明显丧失，同时CaV 1.342A mRNA和CaV1.342 mRNA表达显著增加。

图4 给予MPTP 14天后，小鼠SNpc中CaV 1.342A和CaV 1.342 mRNA表达变化

5总 结

根据目前的结果显示，SNpc中TH和DAT的表达减少，CaV 1.342A和CaV 1.342 mRNA的表达增加，这可能是SNpc中存活的多巴胺能神经元表达了更高水平的CaV 1.342A和CaV 1.342mRNA。此外，在单次暴露MPTP后24h，经TH和DAT均一化后CaV 1.342A的表达增加，在这种情况下，TH和DAT的表达没有下调，这也表明在MPTP暴露下，SNpc中易受攻击的多巴胺能神经元中CaV1.3通道的表达可能增加。