时钟基因差异表达对帕金森病早期诊断的价值及其对黑质多巴胺能神经元氧化应激反应的调控

众多研究提示时钟基因的差异表达有可能成为帕金森病（PD）早期诊断标志。一方面时钟基因与多巴胺系统间在分子水平联系密切、相互调控，另一方面多巴胺还对中枢神经系统时钟基因信号整合至关重要。我们最新研究结果显示，PD患者中时钟基因表达差异显著；PD小鼠模型中包括黑质在内的多种组织其时钟基因表达都发生变化。这一研究为时钟基因与PD间的相关性提供了最直接的证据。基于此，我们将收集帕金森、老年痴呆、帕金森综合征患者及正常老年对照，分析外周血淋巴细胞中多种时钟基因的表达，以期明确时钟基因差异表达在PD临床早期诊断中的价值；此外，还将使用慢性MPTP小鼠模型，分析时钟基因差异表达与黑质及视网膜多巴胺能神经元损伤数量间的关系，以期明确多巴胺能神经元轻度损伤是否能导致时钟基因差异表达，即时钟基因在临床前期诊断中的价值。我们还将利用脑片/细胞共培养模型，分析时钟基因是否参与调控黑质多巴胺能神经元的氧化应激反应。

我们的研究主要围绕两个方向展开。第一，时钟基因作为帕金森病诊断标记物的价值。第二，多巴胺能神经元中时钟基因是否调控抗氧化酶及PGC-1α的表达。MPP+所致损伤程度是否与时钟波动相关。在第一方面的工作中，我们分析了帕金森病患者和对照间时钟基因表达水平的差异，结果表明，帕金森病患者外周血中Bmal1和Bmal2在早晨6点钟的表达显著降低。这一降低主要由疾病导致，与受试者的老化，与患者是否服用多巴胺类药物无关。进而，我们分析了帕金森病小鼠模型外周血中时钟基因的表达。结果表明，多巴胺能神经元轻度损伤时既已出现时钟基因表达水平的差异，这一差异在多巴胺能神经元中重度损伤时更加明显。以上结果提示，外周血时钟基因的表达可以作为帕金森病，甚至疾病临床前期的辅助诊断标记物。在第二方面的工作中，我们使用共培养模型，成功诱导出MES23.5细胞的分子节律。结果显示时钟基因、GSHPX的表达均昼夜波动，但PGC1alpha和Catalase表达的节律性不明显，提示多巴胺能神经元中部分抗氧化系统受到时钟基因调控。在Bmal1敲减细胞株中，时钟基因和GSHPX表达节律性丧失，证明Bmal1的直接调控作用。然而，诱导细胞具备昼夜节律并不能增强其针对MPP＋抗性。这一结果提示诱导产生昼夜节律尚不能作为帕金森病的直接治疗靶点。