头穴透刺调控线粒体与自噬途径促进帕金森病模型小鼠线粒体功能的作用机制研究

Parkinson's disease is a common neurodegenerative disease in the elderly population, the pathogenesis of which has not yet been fully elucidated so far. There are still lack of effective way to prevent disease progression. Studies show that scalp point penetration with acupuncture definitely alleviate the tremor of PD patients. Our previous study shows the scalp point penetration has a protective effect on dopaminergic neuron, but the mechanism is unclear. Application with Orthogonal design method, the optimum PD mice scalp penetration acupuncture program will be determined through PD model mice behavior screening, and the efficacy will be validated. Possible functioning pathways will be explored via changes of neurons ultrastructure, DA and its metabolite content; application with autophagy inducers and blockers, the intervention of scalp point penetration on mitochondrial complex, mitochondrial transmembrane potential, mitochondrial respiratory function, ATP enzyme synthesis activity, ROS generation rate, the mitochondrial dynamics associated protein and autophagy-related protein and its mRNA expression, will be assessed to explore its mechanism via autophagy, brain mitochondrial function, mitochondrial dynamics, which providing a new basis for the scalp point penetration treatment of PD.

帕金森病是常见于中老年人群的第二大神经变性疾病，迄今发病机制仍未完全阐明，仍缺少阻止病情进展的有效方法。众多研究表明，头穴透刺在减轻PD震颤等症状方面具有确切疗效，课题前期研究显示头穴透刺对多巴胺能神经元有保护作用，但机制不清。本课题以正交设计的方法，通过PD模型小鼠行为学筛选最适宜的PD小鼠的头穴透刺方案、验证其疗效；通过观察神经元超微结构、DA及代谢产物含量等的影响，探索其可能的作用途径；通过观察自噬诱导剂和阻断剂干预下头穴透刺对模型鼠线粒体复合酶活性、线粒体跨膜电位、线粒体呼吸功能、ATP酶合成活力、ROS生成速率、线粒体动力学相关蛋白及自噬相关蛋白及其mRNA表达的影响，从自噬、脑线粒体功能、线粒体动力学等方面深入探讨其作用机制,为头穴透刺治疗PD提供新的依据。

PD是常见于中老年人的第二大神经变性疾病，目前尚无有效治疗方法。临床研究显示，针灸在减轻PD震颤等症状方面具有确切疗效，前期实验研究显示针灸对DA能神经元有保护作用，但机制不清。本项目在前期研究的基础上，应用正交设计法通过多因素、多水平、量化方法拟筛选出头穴透刺治疗PD模型鼠的最适宜电针参数；观察头穴透刺对MPTP诱导的PD小鼠模型行为学、DA及其代谢产物含量、中脑DA能神经元超微结构、TH及α-Syn表达的影响；观察头穴透刺对PD模型小鼠脑线粒体复合酶活性和跨膜电位、线粒体呼吸功能及线粒体融合分裂和自噬的变化，从线粒体生物力能学、线粒体动力学及其与自噬关系的新角度探索头穴透刺通过调控线粒体融合分裂的动态平衡治疗PD的作用机制；观察侧脑室注射自噬抑制剂3-MA后MPTP诱导的PD小鼠模型及侧脑室注射自噬诱导剂Rap模拟头穴透刺，明确自噬的改变与线粒体呼吸功能、线粒体动力学的关系，及对多巴胺能神经元的保护作用。成果显示：1、2Hz，连续波，0.2mA是头穴透刺治疗PD模型小鼠的最适宜电针治疗参数。2、头穴透刺进行干预治疗后，PD小鼠运动功能显著改善，并且TH表达有明显的提高，提示了头穴透刺可逆转由MPTP诱导的运动功能障碍并且提供神经保护作用。3、头穴透刺后，α-Syn表达下调，线粒体分裂/融合均衡趋向于线粒体融合，由MPTP诱导的线粒体功能障碍得到显著改善，而在用透射电镜观察线粒体结构过程中也得到同样的结论，电针组的线粒体脊破坏较少，肿胀程度有所改善。4、选取自噬蛋白Beclin1,LC3和P62作为自噬水平的指标，头穴透刺处理后，自噬蛋白beclin1和LC3显著上调，自噬下游蛋白P62显著下调，提示头穴透刺诱导了PD模型小鼠的自噬功能，减少线粒体片段化，促进线粒体融合，改善线粒体功能从而提高TH表达和改善运动功能。为头穴透刺治疗PD提供新的理论依据和电针参数参考。