背景脊髓小脑共济失调3型(Spinocerebellar Ataxia Type 3,SCA3)是一种遗传性神经退行性疾病,属于聚谷氨酰胺(polyglutamine,polyQ)疾病,是由CAG重复片段在ATXN3基因编码区域内的病理性扩展所引起的。该疾病主要临床表现为进行性加重的小脑性共济失调。突变ATXN3基因编码突变型ataxin-3,该产物在其C末端具有polyQ片段。这种polyQ延伸能诱导ataxin-3构象发生改变,从而影响蛋白质的聚集、降解倾向以及亚细胞定位等。含突变ataxin-3的神经元核内包涵体是SCA3患者大脑中神经变性的病理学标志。尸检结果表明SCA3病人脑内的退行性改变发生在许多脑区,包括小脑、脑桥、延髓和小脑中脚等。但是,SCA3患者脑内神经元核内包涵体的存在和丰富度与组织破坏的严重程度无关。此外,有研究表明在SCA3小脑浦肯野神经元(Purkinje neurons,PN)的电生理评估中可以观察到病理变化,这种变化发生在PN丢失之前,也可能导致小脑功能障碍和共济失调;神经生化学研究表明SCA3患者神经递质水平发生改变。PN是小脑中最主要的γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid,GABA)能神经元,这提示着GABA水平变化可能在SCA3的发病机理中起潜在的作用。目前临床上仍然缺乏针对SCA3的有效治疗药物。神经节苷脂在人体多种生理过程中发挥重要作用。其中,单唾液酸四己糖神经节苷脂(Monosialotetrahexosylganglioside,GM1)在中枢神经系统中具有神经保护和修复等功能;它也在各种神经退行性疾病中具有治疗潜力,在帕金森病、阿尔茨海默病和亨廷顿病(Huntington disease,HD)等病中均有相关临床研究的报道。其中,Sipione等学者指出,GM1对HD模型小鼠具有治疗作用。在不同HD转基因小鼠使用GM1治疗后,小鼠脑组织突变亨廷顿蛋白水平降低,运动功能改善,且其能帮助恢复脑组织内正常的GABA水平。HD属于polyQ疾病,polyQ疾病是一类具有共同遗传特征的神经退行性疾病,它们部分发病机理相同。综上,GM1可能在其他polyQ疾病中也具有缓解或治疗疾病的作用。但是,GM1是否对SCA3有治疗作用还需要进一步研究。迄今为止,已报道多种转基因动物模型模拟SCA3,并用来研究其发病的分子机制、病理表型以及潜在的治疗方法等。其中,YAC-Q84小鼠表达人ataxin-3基因,能再现SCA3的临床表型和病理特征,是目前用来研究SCA3使用较多的、理想的动物模型。在这项研究中,我们使用了 YAC-Q84小鼠以评估GM1对SCA3的治疗作用及其潜在机制。我们检测了 GM1处理的YAC-Q84小鼠行为学表现、其小脑中ataxin-3和calbindin的表达以及神经递质水平等。结果显示,GM1对SCA3具有疾病缓解作用,包括改善运动能力、提高GABA水平、改善病理改变等。这些数据表明,GM1对YAC-Q84小鼠具有减缓疾病进展和治疗疾病的作用。目的本研究通过给YAC-Q84小鼠腹腔注射GM1,研究GM1对SCA3模型小鼠病理、神经递质及运动功能等方面的影响。方法1.取6周龄YAC-Q84小鼠,每日以腹腔注射方式给予GM1。2.分别对GM1给予1周、2周、3周及4周的小鼠行行为学分析,评估GM1对小鼠的运动功能影响。3.GM1给予1周、2周、3周及4周时取部分小鼠小脑组织;对小鼠小脑层面行免疫组织化学染色及免疫荧光染色,观察GM1对小鼠病理改变的影响;对小鼠小脑组织行超高效液相色谱法分析,检测GM1对小鼠神经递质水平的影响。结果1.GM1给予4周的YAC-Q84小鼠运动功能较生理盐水组增强。2.GM1给予2周的YAC-Q84小鼠小脑组织GABA含量较生理盐水组小鼠高。3.GM1给予4周的YAC-Q84小鼠小脑层面病理改变较生理盐水组轻。结论1.GM1可改善YAC-Q84小鼠运动功能和病理改变2.GM1可提升YAC-Q84小鼠小脑神经递质GABA水平