武汉普诺赛生命科技有限公司品牌商

13 年

手机商铺

商家活跃：

产品热度：

NaN
0.2999999999999998
0.2999999999999998
2.3
2.3

搜本店搜全站

武汉普诺赛生命科技有限公司
>公司新闻
>
细胞学堂 | 世界帕金森日：聚焦细胞模型，解码疾病机制

品牌商

武汉普诺赛生命科技有限公司

入驻年限：13 年

联系人：
章臣雄
所在地区：
湖北武汉市洪山区
业务范围：
试剂、技术服务、细胞库 / 细胞培养
经营模式：
生产厂商

在线沟通

电话

细胞学堂 | 世界帕金森日：聚焦细胞模型，解码疾病机制

1 人阅读发布时间：2026-05-22 16:57

2026年4月11日是第29个世界帕金森日。帕金森病（Parkinson's Disease, PD）是继阿尔茨海默症之后，全球第二常见的神经退行性疾病。近年来，PD研究已从单纯的症状管理逐步深入到分子机制的探索。其中，利用细胞技术在体外构建帕金森病模型，已成为连接病理研究与临床转化的关键桥梁。

本期细胞学堂将从PD的神经病理学基础出发，系统解析构建体外研究模型的核心技术与前沿进展。

一、帕金森病的神经病理学基础

PD最核心的病理特征是中脑黑质致密部（SNpc）多巴胺能（mDA）神经元的进行性丢失^[1]。这些神经元通过“黑质-纹状体通路”向纹状体（尾状核和壳核）投射并释放多巴胺，以调控运动功能。当SNpc中约60-80%的神经元丢失、导致纹状体多巴胺水平严重不足时，患者才会出现静止性震颤、运动迟缓、肌强直等典型症状。这一漫长的“代偿期”意味着多数患者在临床确诊时已发生较为严重的神经损伤。

PD另一标志性病理特征是α-突触核蛋白（ α-syn）异常聚集。在正常生理情况下，α-syn参与突触囊泡功能；而在病理条件下，α-syn发生错误折叠，形成具有神经毒性的寡聚体和纤维，进而聚集为路易体（Lewy bodies）和路易神经突（Lewy neurites）。这些异常聚集蛋白的分布并不仅限于SNpc，还广泛分布在脑干、嗅球乃至肠道神经系统。这一分布规律也解释了PD患者为何伴随着睡眠障碍、嗅觉减退、便秘等多种非运动症状^[2]。

二、多巴胺能神经元体外模型的细胞来源

在体外模拟PD的关键步骤之一，是获得研究对象——人源多巴胺能神经元。早期研究依赖胎儿组织来源的神经元，但存在伦理限制、来源有限等问题，这类材料逐渐被细胞系和干细胞来源的细胞所取代。

目前常用的人源多巴胺能神经元主要包括肿瘤细胞系和诱导多能干细胞（hiPSCs）来源的诱导分化细胞。

01.肿瘤细胞系

SH-SY5Y（人神经母细胞瘤细胞）是PD研究中常用的建模细胞系。该细胞具有与神经元相似的生物学特性，可表达酪氨酸羟化酶（TH）和多巴胺转运体（DAT）等多巴胺能标志物，并表现出一定的儿茶酚胺能表型。

为了获得更接近成熟神经元的表型，需对SH-SY5Y进行诱导分化。常用方法是通过维甲酸（retinoic acid, RA）诱导SH-SY5Y细胞向神经元样表型分化；进一步联合佛波酯处理，可促进细胞成熟并增强神经元特征表达^[3]。

02.诱导多能干细胞hiPSCs

诱导多能干细胞（hiPSCs）可定向分化为中脑多巴胺能神经元，从而为帕金森病研究提供患者特异性的体外模型。定向分化策略^[4]：

神经诱导：

使用双SMAD信号通路抑制剂（如Noggin和SB431542）抑制BMP及TGF-β/Activin信号，实现hiPSCs向神经前体细胞高效、快速转化。

中脑特化：

通过协同激活Sonic Hedgehog和WNT/β-catenin信号通路，诱导神经前体细胞向多巴胺能神经元特化，并上调LMX1A、FOXA2等关键转录因子。

成熟与存活：

在分化后期添加脑源性神经营养因子（BDNF）和胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）等因子，联合抗坏血酸、cAMP类似物（如Forskolin, dbcAMP）等成熟促进剂，进一步提升神经元的电生理活性和多巴胺合成能力。

三、PD体外建模策略与验证

在获得高质量的多巴胺能神经元后，需要诱导其形成与PD相关的病理模型。

01.α-突触核蛋白病理模型

基因过表达模型：通过病毒载体（如腺相关病毒AAV或慢病毒）在神经元中过表达野生型或突变型（如A53T）的α-突触核蛋白基因，直接诱导细胞内α-突触核蛋白的聚集和累积性毒性，常用于研究蛋白聚集的初始机制^[5]。
预形成纤维诱导模型：外源添加α-突触核蛋白预形成纤维（PFFs）作为“种子”，可诱导内源性正常的α-syn发生错误折叠和聚集，形成磷酸化、泛素化的包涵体。这种病理状态能够从一个细胞传递至邻近细胞，能很好地模拟路易体形成和病理扩散过程^[6]。

02.毒素诱导模型：

MPP⁺是神经毒素MPTP的活性代谢物，可通过多巴胺转运体（DAT）选择性进入多巴胺能神经元，抑制线粒体呼吸链复合物I，导致ATP耗竭、活性氧大量产生，从而引发急性或亚急性的神经元损伤和死亡。该模型操作相对简单、表型出现快，适用于研究线粒体功能障碍、氧化应激等下游病理机制^[7]。

构建模型后，需要多层次的工具进行表型验证和分析：

分子与生化检测：免疫荧光染色观察α-syn聚集及神经元标志物（TH， MAP2）表达；Western Blot检测标志蛋白表达；高效液相色谱（HPLC）定量分析多巴胺及其代谢物水平。
功能成像：钙成像技术实时监测神经元网络的同步活动。
电生理记录：膜片钳技术记录单个神经元的动作电位、离子通道特性；多电极阵列（MEA）则能长时间、非侵入性地评估神经元网络功能连接性和同步性，是捕捉早期功能障碍的利器。

四、模型体外培养

传统二维（2D）单层培养操作简便，但缺乏复杂的天然组织环境，限制了它们完全再现其特征的能力。因此，PD体外模型正逐渐向多细胞2D共培养体系和3D培养发展^[8]。

2D共培养系统：

神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞共培养已成为研究PD病理机制颇具前景的策略，因为它们可以模拟神经元、神经胶质细胞和其他微环境成分之间的相互作用。

3D培养技术：

使用自组装肽纳米纤维支架或构建脑类器官，为神经元提供更接近体内环境的三维结构，显著提高了神经干细胞的存活率、分化效率和功能成熟度。

稳定可靠的神经细胞培养体系离不开关键试剂支持：

基础培养基：Neurobasal、Neurobasal-A等基础培养基为神经细胞提供基本营养环境。
生长添加剂：B-27、N-2等生长添加剂含激素、蛋白及抗氧化成分，是维持神经元存活的重要因素。
基质包被：多聚赖氨酸PLL可模拟细胞外基质，促进细胞贴附与神经突起生长。
生长因子：BDNF、GDNF、TGF-β3等因子可促进神经细胞分化、成熟和维持其功能表型。

从解析黑质纹状体通路的衰败，到体外精准制造并诱导人类多巴胺能神经元发生病理改变，帕金森病研究已构建起一条从基础病理到前沿模型的完整技术链条。

更多细胞培养干货，请持续关注细胞学堂专栏~

武汉普诺赛生命科技有限公司品牌商