聚多巴胺納米顆粒對6-OHDA誘導的帕金森病小鼠運動行為影響

[關鍵詞] 帕金森病；多功能納米顆粒；羥多巴胺；運動活動；小鼠[中圖分類號]R338.2；R742.5 [文獻標志碼］A [文章編號] 2096-5532（2025）03-0341-04doi：10.11712/jms.2096-5532.2025.61.085 [開放科學（資源服務）標識碼（OSID）][網(wǎng)絡出版]https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.R.20250716.1047.008; 2025-07-1615：09：52

Effectof polydopaminenanoparticlesonthemotorbehaviorof micewithParkinson’sdiseaseinducedby6-hydroxydopamine ZHANG Jing，SHI Yaying，ZHAO Di，XIE Junxia，SHI Limin （DepartmentofPhysiologyand Pathophysiology，School ofBasic Medicine，Qingdao University，Qingdao 266071，China）

[Abstract]ObjectiveToinvestigate theeffectof polydopamine nanoparticles（PDANPs）onthe motor behaviorof mice with Parkinson’s disease（PD）inducedby6-hydroxydopamine（6-OHDA）.MethodsMaleC57BL/6 mice，aged8 weks，were selectedas experimentalanimalsand weredivided intoControl group，PDANPstreatmentgroup（PDA group），modelgroup（6- OHDA group），and combined treatment group（6-OHDA + PDA group）. The stereotactic injection technique was used to inject 2 μL of working solution intothecorpus striatum.Aftertwo weeks，the open field test，therotarod test，andthe pole test were usedto assessthe motor behaviorof mice.ResultsCompared with theControl group，the6-OHDA group hada significant reduction in total distance in the open field test （F=14.180，q=8.855，Plt;0.001） ，significant increases in the time to turn around and the time from the top to the bottom of the pole in the pole test （F=22.090，6.912，q=10.960，5.865，Plt;0.01） ，and a significant reduction in the latency on the rotarod in the rotarod test （F=8.635，q=6.628，Plt;0.001） .Compared with the 6-OHDA group，the 6-OHDA+PDA group had a significant increase in total distance in the open field test （q=5.821，Plt;0.05） ，significant reductions in the time to turn around and the time from the top to the bottom of the pole in the pole test （q=7.232，4.192，Plt; 0.05），and a significant increase in the latency on the rotarod in the rotarod test ?q=4.764，Plt;0.05） .ConclusionPDA NPs treatmentcan aleviate 6-OHDA-induced motor behavioral damage in mice and improve spontaneous movementand coordination disorders in mice.

[Key words]Parkinson disease；multifunctional nanoparticles；oxidopamine；motor activity；mice

帕金森病（PD）是第二常見的神經(jīng)退行性疾病，其主要的病理改變是中腦黑質(zhì)多巴胺（DA）能神經(jīng)元漸進性的變性死亡[2]。PD的發(fā)病原因眾多，神經(jīng)炎癥、氧化應激、線粒體功能障礙等都被認為是PD的致病因素[3-4]。而臨床上PD病人常出現(xiàn)運動障礙，如運動遲緩、姿勢不穩(wěn)等[5]，對病人的生活造成嚴重影響[6-7]。目前常用的治療藥物左旋多巴（L-DOPA）雖在PD中起到外源性補充DA的作用[8]，但長期使用會引起不自主運動[9]。因此，研發(fā)新型的神經(jīng)保護藥物用于PD治療是必要的。聚多巴胺納米顆粒（PDANPs）具備優(yōu)異的生物相容性，有清除氧自由基、減輕炎癥反應等功能[10-12]，并已被用于神經(jīng)退行性疾病的治療[13]。研究表明，PDANPs因其黏附性，在PD的治療過程中作為遞送L-DOPA的載體或負載硒化合物發(fā)揮作用[14-15]。本研究聚焦PDANPs自身功能，應用神經(jīng)毒素6-羥基多巴胺（6-OHDA）制備PD小鼠模型，探究PDANPs是否影響小鼠的運動行為。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及試劑

本研究選用SPF級、雄性 C57BL/6 小鼠作為實驗動物。于江蘇集萃藥康生物科技有限公司購入7周齡小鼠后，在恒溫恒濕、可自由攝食飲水、 12h/ 12h 晝夜循環(huán)光照的清潔環(huán)境中繼續(xù)飼養(yǎng)1周，待小鼠體質(zhì)量 gt;20g 后用于實驗。鹽酸地昔帕明和6-OHDA均購自美國 Sigma公司。PDANPs由本實驗室自制，用鹽酸多巴胺與NaOH在 50°C 反應5h 制備而成。

1.2 實驗動物分組及處理

小鼠隨機分為對照組（Control組）、單純PDANPs處理組（PDA組）、模型組（6-OHDA組）和共處理組 （6-OHDA+PDA 組），每組8只。小鼠腹腔注射 25mg/kg 鹽酸地昔帕明溶液 30min 后，使用異氟烷維持小鼠麻醉狀態(tài)，并將其固定于立體定位儀上，調(diào)整耳桿，使鼠腦處于水平高度，確定定位位置（紋狀體位置為前兇前 0.4mm ，旁開 ±1.8mm 深度一 3.5mm ）后進行開顱手術。使用玻璃微電極注射泵將 2μL 相應的工作液緩慢注射到紋狀體區(qū)域，Control組注射生理鹽水，PDA組注射PDANPs，6-OHDA組注射6-OHDA 溶液， 6-OHDA+ PDA組注射6-OHDA和PDANPs的混合液。造模完成后Control組和PDA組各剩余8只小鼠，6-OHDA組和 6-OHDA+PDA 組各剩余6只小鼠，用于后續(xù)實驗及統(tǒng)計。

1.3 曠場實驗

將高速相機放置在 27cm×27cm×35cm 大小開放盒子的上方，通過相機記錄小鼠在曠場中的運動軌跡，設定時間為 1min 的適應期和 10min 的自由探索期，并自動上傳至Smartv3.0系統(tǒng)統(tǒng)計小鼠的運動數(shù)據(jù)，箱體清潔晾干后繼續(xù)下一只小鼠的檢測。本研究分析小鼠的運動總距離。

1.4 爬桿實驗

爬桿設備由一根垂直于地面放置的約 50cm 長（直徑 1cm ）的桿和桿頂部存在的圓球構成。實驗前1d進行訓練使小鼠能夠轉(zhuǎn)頭和下桿。在正式實驗時，通過視頻記錄小鼠爬下桿的全過程，分析轉(zhuǎn)頭時間和從桿頂部到底部所使用的時間，每只小鼠檢測3次，計算平均值。

1.5 轉(zhuǎn)棒實驗

使用可編程加速設備（MedAssociates，美國），轉(zhuǎn)速設定為 4～40r/min ，時間為 0～300 s，當小鼠在轉(zhuǎn)棒上掉落觸發(fā)底部壓力檢測系統(tǒng)后停止計時。實驗開始后，系統(tǒng)自動記錄小鼠在棒上的停留時間和掉落時設備旋轉(zhuǎn)速度。 后進行第2次測量，取兩次測量停留時間數(shù)據(jù)的平均值。

1.6 統(tǒng)計學方法

采用SPSS、GraphPadPrism6.O軟件進行統(tǒng)計學分析。所有計量資料數(shù)據(jù)均以 x±s 表示，多組均數(shù)比較使用單因素方差分析。 Plt;0.05 表示差異具有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1 PDANPs對PD小鼠曠場實驗行為學指標的 影響

各組小鼠在曠場中的移動總距離比較差異具有統(tǒng)計學意義 （F=14.180，Plt;0.001） 。與Control組相比，6-OHDA組小鼠在曠場中的運動總距離減少（q=8.855，Plt;0.001） ，而 6-OHDA+PDA 組小鼠與6-OHDA組相比有恢復，表現(xiàn)為運動總距離增加0 ?q=5.821，Plt;0.05） 。見表1。

2.2PDANPs對PD小鼠轉(zhuǎn)棒實驗行為學指標的 影響

各組小鼠在棒上的停留時間比較差異具有統(tǒng)計學意義（ Δ^′F=8.635，Plt;0.001） 。與Control組小鼠相比，6-OHDA組小鼠在棒上的停留時間減少（ ?_q= 6.628，Plt;0.001） ，而 6-OHDA+PDA 組小鼠與6-OHDA組相比有恢復，表現(xiàn)為在轉(zhuǎn)棒上的停留時間增加 （q=4.764，Plt;0.05） 。見表1。

2.3PDANPs對PD小鼠爬桿實驗行為學指標的 影響

各組小鼠爬桿實驗中轉(zhuǎn)頭時間和從桿頂?shù)綏U底的時間比較差異均具有統(tǒng)計學意義（ ?F=22.090 、6.912，Plt;0.01） 。與Control組相比，6-OHDA組小鼠在桿上的轉(zhuǎn)頭時間和從桿頂部到底部的時間增加 （q=10.960，5.865，Plt;0.01） ，而6-OHDA + PDA組小鼠與6-OHDA組相比爬桿實驗的數(shù)據(jù)均有不同程度的恢復，表現(xiàn)為在桿上的轉(zhuǎn)頭時間和從桿頂部到底部的時間減少 （q=7.232，4.192，Plt;0.05） 。見表2。

表14組小鼠曠場實驗和轉(zhuǎn)棒實驗行為學指標的比較（x±s）

注：組間比較， F=14.180，8.635，Plt;0.001 。與Control組比較， ^*Plt;0.001 ;與6-OHDA組比較， ^?Plt;0.05 。

表24組小鼠爬桿實驗行為學指標的比較

注：組間比較， F=22.090，6.912，Plt;0.01 。與Control組比較， ;與6-OHDA組相比較， ^?Plt;0.05 。

3討論

聚多巴胺（PDA）最早發(fā)現(xiàn)于貽貝的黏附蛋白中，具有優(yōu)異的黏附特性和生物相容性。PDA本質(zhì)為天然黑色素類似物，與真黑色素結構相似[16]，具有良好的光熱轉(zhuǎn)化能力[12]。JU等[11]首創(chuàng)以鹽酸多巴胺和NaOH于溶液中自氧化聚合 5h 的方式來合成PDANPs。通過人工合成的PDANPs不僅具有PDA本身優(yōu)異的生物相容性和低中樞神經(jīng)毒性[17]，同時因其化學結構中含有大量的兒茶酚基團[11，18]，還可以通過氧化還原反應清除活性氧（ROS），降低氧化性損傷。研究表明，PDANPs在治療顳下頜關節(jié)骨關節(jié)炎中表現(xiàn)出ROS清除能力，歸因于兒茶酚基團具有強還原性[19]。而PDA NPs優(yōu)異的ROS清除能力提示其具有改善PD發(fā)病機制的潛在作用。

考慮到PDANPs能夠在生物體內(nèi)穩(wěn)定發(fā)揮作用，本研究沿用JU等[1的方法，合成并選用粒徑為150nm 的PDANPs進行實驗。研究證明，PDANPs處理細胞 ⁴h 后[20]，通過胞吞的跨膜運輸途徑，進入細胞的溶酶體，確保其能夠參與調(diào)節(jié)細胞代謝相關的各種分子途徑發(fā)揮作用。

6-OHDA是一種神經(jīng)毒素，可以選擇性地殺死DA能神經(jīng)元，其化學本質(zhì)是一類DA羥基化衍生物，可以通過DA轉(zhuǎn)運體進入細胞，破壞細胞內(nèi)的線粒體，引起氧化應激損傷。而本實驗室在前期工作中已經(jīng)證實，小鼠單側紋狀體區(qū)域注射 2g/L 的6-OHDA會造成小鼠運動行為學功能障礙（包括曠場、爬桿、轉(zhuǎn)棒、平衡木、步態(tài)等運動行為），同時會造成損傷側黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)DA含量顯著減少[21]因此，本研究沿用前期方法，將 2g/L 的6-OHDA注射到小鼠的紋狀體區(qū)域進行小鼠運動行為學障礙模型的制備。

PDANPs最初因其出色的黏附能力作為藥物載體常用的材料[22]，在有關PD的治療中作為藥物遞送的載體靶向遞送L-DOPA可以提高L-DOPA的利用率，同時緩解PD小鼠血液中L-DOPA過量引起的運動障礙[14]。本實驗研究可以佐證，在單純PDANPs處理后不影響小鼠運動行為的前提下，PDANPs可以緩解6-OHDA誘導的PD模型小鼠運動行為學障礙（包括曠場、爬桿、轉(zhuǎn)棒行為學等）。6-OHDA處理后，小鼠曠場實驗表現(xiàn)為運動總距離明顯下降，爬桿實驗表現(xiàn)為在桿上的轉(zhuǎn)頭時間、從桿頂部到底部的時間延長，轉(zhuǎn)棒實驗表現(xiàn)為在轉(zhuǎn)棒上的停留時間減少，而PDANPs處理明顯改善了6-OHDA誘導的PD模型小鼠的運動行為學障礙。

然而對于以上實驗現(xiàn)象及結論與PD疾病的內(nèi)在相關機制仍需要繼續(xù)研究，6-OHDA常單側注射，導致偏側旋轉(zhuǎn)，臨床上常用于篩選潛在的神經(jīng)保護性藥物[23]。6-OHDA通過黑質(zhì)-紋狀體通路到達黑質(zhì)DA能神經(jīng)元，通過DA轉(zhuǎn)運蛋白DAT被吸收到DA神經(jīng)元中，并通過產(chǎn)生過量自由基（超出自身可調(diào)節(jié)范圍），引起氧化應激、線粒體功能障礙，導致不可逆的DA細胞死亡，黑質(zhì)DA能神經(jīng)元變性死亡，會導致基底神經(jīng)核神經(jīng)元活動異常[24]，而基底神經(jīng)核具有重要的運動調(diào)節(jié)功能[25]。多項研究表明，PDANPs富含兒茶酚基團，具有優(yōu)異的ROS清除能力，能夠抗氧化應激，提示PDANPs能夠明顯改善6-OHDA誘導的PD模型小鼠運動行為學障礙與其抗氧化應激的能力相關。

綜上所述，本研究初步證實了PDANPs能夠緩解6-OHDA誘導的PD模型小鼠運動行為學障礙，揭示了PDANPs對黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)的保護作用，后續(xù)實驗將針對性地探索PDANPs的抗氧化

應激特性與PD發(fā)病機制之間的聯(lián)系。

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（本文編輯 王雪婧）