Analyse van het muismodel van de ziekte van Parkinson geïnduceerd door Adeno-geassocieerde virale vectoren die coderen voor menselijk α-synucleïne
Summary
Dit werk analyseert de vectordosis en blootstellingstijd die nodig is om neuro-inflammatie, neurodegeneratie en motorische stoornissen te induceren in dit preklinische model van de ziekte van Parkinson. Deze vectoren die coderen voor de menselijke α-synucleïne worden afgeleverd in de substantia nigra om de synucleïnepathologie geassocieerd met de ziekte van Parkinson samen te vatten.
Abstract
De ziekte van Parkinson is een neurodegeneratieve aandoening die de dood van de dopaminerge neuronen van de nigrostriatale route en bijgevolg het progressieve verlies van controle over vrijwillige bewegingen met zich meebrengt. Dit neurodegeneratieve proces wordt veroorzaakt door de afzetting van eiwitaggregaten in de hersenen, die voornamelijk bestaan uit α-synucleïne. Verschillende studies hebben aangetoond dat neuro-inflammatie nodig is om de neurodegeneratie geassocieerd met de ziekte van Parkinson te ontwikkelen. Met name het neuro-inflammatoire proces omvat microgliale activering en de infiltratie van perifere T-cellen in de substantia nigra (SN). Dit werk analyseert een muismodel van de ziekte van Parkinson dat microgliale activering, T-celinfiltratie in het SN, de neurodegeneratie van nigral dopaminerge neuronen en motorische stoornissen samenvat. Dit muismodel van de ziekte van Parkinson wordt geïnduceerd door de stereotaxische afgifte van adeno-geassocieerde virale vectoren die coderen voor het menselijke wildtype α-synucleïne (AAV-hαSyn) in het SN. De juiste afgifte van virale vectoren in het SN werd bevestigd met behulp van controlevectoren die coderen voor groen fluorescerend eiwit (GFP). Daarna werd geëvalueerd hoe de dosis AAV-hαSyn toegediend in het SN de mate van hαSyn-expressie, het verlies van nibrale dopaminerge neuronen en motorische stoornissen beïnvloedde. Bovendien werd de dynamiek van hαSyn-expressie, microgliale activering en T-celinfiltratie bepaald gedurende het tijdsverloop van de ontwikkeling van de ziekte. Deze studie biedt dus kritieke tijdspunten die nuttig kunnen zijn voor het richten op synucleïnepathologie en neuro-inflammatie in dit preklinische model van de ziekte van Parkinson.
Introduction
Na de ziekte van Alzheimer is de ziekte van Parkinson wereldwijd de op één na meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte. De primaire neuronen die worden aangetast bij de ziekte van Parkinson zijn die van de nigrostriatale route, die dopamine produceren en vrijwillige beweging regelen. Als gevolg hiervan is het meest kenmerkende symptoom geassocieerd met deze aandoening motorische stoornissen. Deze pathologie omvat ook de afzetting van eiwitaggregaten in de hersenen, die voornamelijk bestaan uit α-synucleïne (αSyn)1, een cytosolisch eiwit geassocieerd met presynaptische terminals. Er zijn aanwijzingen dat het genereren van pathogene insluitsels van αSyn wordt veroorzaakt door verkeerd vouwen of door enkele posttranslationele modificaties van dit eiwit2.
Met name is er een nauw verband vastgesteld tussen αSyn-pathologie en het verlies van dopaminerge neuronen van de nigrostriatale route bij de ziekte van Parkinson bij de mens en diermodellen 3,4. Begrijpen hoe αSyn-aggregaten worden gegenereerd en hoe ze neuronale dood veroorzaken, vormt een belangrijke uitdaging in het veld. Een groeiende groep studies heeft aangetoond dat, door het verhogen van oxidatieve stress, mitochondriale disfunctie een van de belangrijkste oorzaken is voor het genereren van αSyn-aggregaten2. Inderdaad, verschillende genen geassocieerd met het risico op de ziekte van Parkinson coderen voor eiwitten die betrokken zijn bij mitochondriale functie, morfologie en dynamiek 5,6. Bovendien vormt lysosomale disfunctie, die resulteert in de accumulatie van disfunctionele mitochondriën en verkeerd gevouwen αSyn, een andere belangrijke gebeurtenis die de generatie van αSyn-aggregaten bevordert7.
Opkomend bewijs heeft aangetoond dat, zodra αSyn-aggregaten in de hersenen worden afgezet, deze pathogene eiwitten toll-like receptoren (TLRs) op de microglia stimuleren, waardoor microgliale activering en een initiële inflammatoire omgeving in de substantia nigra (SN)8,9 worden geactiveerd. Bovendien geeft het bewijs aan dat αSyn-aggregaten worden gevangen en gepresenteerd door antigeen-presenterende cellen aan T-cellen, waardoor een adaptieve immuunrespons wordt geïnduceerd die specifiek is voor αSyn10,11. Deze αSyn-specifieke T-cellen infiltreren vervolgens de hersenen en worden geherimuleerd door geactiveerde microglia, waardoor de secretie van neurotoxische factoren die neuronale dood oproepen 9,10 wordt bevorderd. Interessant is dat verschillende bewijslijnen hebben gesuggereerd dat αSyn-aggregaten eerst in het enterische zenuwstelsel worden gegenereerd en vervolgens door de nervus vagus naar de hersenstamworden getransporteerd 12.
Verschillende diermodellen van de ziekte van Parkinson worden al vele jaren gebruikt, waaronder die geïnduceerd door de toediening van neurotoxische stoffen (d.w.z. 6-hydroxydopamine, paraquat, rotenon, 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) en die met genetische aandoeningen (d.w.z. mutant α-synucleïne, mutant leucine-rijk repeatkinase 2)13 . Ondanks modellen met neurotoxine-geïnduceerde neurodegeneratie die sommige aspecten van de ziekte van Parkinson repliceren, vat geen van hen alle essentiële aspecten van de ziekte samen of zijn ze niet progressief13. Aan de andere kant, hoewel genetische muismodellen met betrekking tot de expressie van mutante versies van leucine-rijke repeat kinase 2, mutante versies van α-synucleïne, of de overexpressie van menselijke wild-type α-synucleïne resulteren in motorische stoornissen en, in sommige gevallen, ook de ontwikkeling van synucleinopathie, reproduceren ze geen prominente neurodegeneratie van de nigral dopaminerge neuronen, wat een essentieel aspect is van de ziekte van Parkinson13, 14. Een derde soort diermodel van neurodegeneratie is erin geslaagd om aan de meeste essentiële aspecten van de ziekte van Parkinson te voldoen, de stereotaxische levering van adeno-geassocieerde virale vectoren (AAV’s) die coderen voor de menselijke α-synucleïne (AAV-hαSyn)14,15. Belangrijk is dat AAV’s de transductie van neuronen met een hoge werkzaamheid en op de lange termijn in de volwassen hersenen van zoogdieren mogelijk maken. Bovendien is aangetoond dat de stereotaxische toediening van AAV-hαSyn in het SN veel van de essentiële aspecten van de ziekte reproduceert, waaronder αSyn-pathologie, microgliale activering, neurodegeneratie en motorische stoornissen 16,17,18,19,20. Deze studie presenteert een analyse van hoe de dosis virale vector en de tijd na virale vectorafgifte de mate van hαSyn-expressie, neurodegeneratie en neuro-inflammatie in de nigrostriatale route beïnvloedt, evenals de mate van motorische stoornissen in het muismodel van unilaterale stereotaxische toediening van hαSyn in het SN.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het muismodel van neurodegeneratie dat hier wordt geanalyseerd, kan helpen bij het bestuderen van vele kritieke aspecten die betrokken zijn bij de pathofysiologie van de ziekte van Parkinson, waaronder de mechanismen die betrokken zijn bij αSyn-pathologie en microgliale activering, de betrokkenheid van het perifere immuunsysteem bij de regulatie van neuro-inflammatie en de mechanismen van neurodegeneratie. Onder de mechanismen die betrokken zijn bij αSyn-pathologie zijn die subcellulaire mechanismen die geassocieerd zijn met mitochondriale, lysosomale of proteasomale disfunctie in de aanwezigheid van een overmatige belasting van αSyn in de dopaminerge neuronen van de SN2. Het is belangrijk om te bedenken dat, naast de hαSyn-expressie geïnduceerd door AAV-gemedieerde transductie, de endogene muis-αSyn ook bijdraagt aan de belasting van de totale αSyn-expressie. Transgene muizen die muis-αSyn overexpressie geven, ontwikkelen vergelijkbare synucleïnepathologie, neuropathologie en motorische stoornissen als die muismodellen op basis van de overexpressie van hαSyn32. Met betrekking tot microgliale activering kan het huidige muismodel worden gebruikt om te bestuderen hoe verschillende moleculaire en cellulaire spelers zoals cytokines, neurotransmitters, astrocyten, neuronen, de bloed-hersenbarrière en T-cellen de verwerving van pro-inflammatoire of ontstekingsremmende functionele fenotypen kunnen reguleren 8,10,11 . Dit model vormt ook een belangrijk hulpmiddel voor het bestuderen van de rol van het perifere immuunsysteem, waaronder niet alleen T-cellen, maar ook macrofagen, monocyten en neutrofielen, op de processen van neuro-inflammatie en neurodegeneratie van nigrale neuronen 11,33,34. Ten slotte vertegenwoordigt dit muismodel ook een waardevol systeem om de cellulaire en moleculaire mechanismen van neurodegeneratie in vivo te bestuderen, inclusief die geïnduceerd door interne cellulaire processen, zoals oxidatieve stress, energietekorten en beschadigde organellen 2, of die worden uitgeoefend door externe spelers, zoals neurotoxische factoren geproduceerd door microgliale cellen, astrocyten en cytotoxische T-cellen8, 28,29,35.
Een beperking van dit muismodel is de studie van hoe de pathologische aggregatie van αSyn op extra cerebrale locaties de beginstadia in de ontwikkeling van de ziekte van Parkinson zou kunnen vormen36. In dit opzicht zijn er steeds meer aanwijzingen dat, vóór de neurodegeneratie van ninigrale neuronen en motorische stoornissen, αSyn-pathologie begint in het darmslijmvlies en het reukepitheel36 en, waarschijnlijk, de αSyn-specifieke T-celrespons ook12. Daarna zouden αSyn-aggregaten door de nervus vagus naar de hersenstam migreren, waardoor de neuro-inflammatie en neurodegeneratie van dopaminerge neuronen12. Hoewel het AAV-hαSyn-model de meeste aspecten van de ziekte van Parkinson samenvat, is er geen duidelijke betrokkenheid van de pathologische aggregatie van αSyn op extra-cerebrale locaties in dit model. Een alternatief model met hαSyn-pathologie dat geschikt is voor het bestuderen van deze aspecten van de ziekte van Parkinson, zou transgene muizen kunnen zijn die hαSyn overexpresseren onder controle van de Thy1-promotor, het Thy1-SNCA-model 37, waarbij de ontwikkeling van de ziekte afhankelijk is van de darmmicrobiota en een duidelijke gastro-intestinale stoornis met zich meebrengt38.
Hoewel het nuttig is voor de studie van de diverse processen die verband houden met de pathofysiologie van de ziekte van Parkinson, omvat het huidige muismodel kritieke stappen die minutieus moeten worden gecontroleerd, waaronder de juiste afgifte van de virale vectoren in de overeenkomstige ruimtelijke coördinaten, de selectieve expressie van hαSyn in neuronen (die afhankelijk is van het AAV-serotype en het vectorconstruct), en de juiste AAV-dosis en timing voordat het Parkinson-fenotype wordt geanalyseerd. De analyse van de juiste afgifte van de virale vectoren in het SN is noodzakelijk, omdat het gebruik van de juiste ruimtelijke coördinaten van het SN mogelijk niet voldoende is wanneer de naald niet helemaal recht is, wat soms onmerkbaar is voor het menselijk oog. Bovendien is de diffusie van de AAV-vectoren afhankelijk van het AAV-serotype39. Om deze redenen is het noodzakelijk om periodieke kwaliteitscontroles uit te voeren om de juiste afgifte en diffusie van de geïnjecteerde AAV-GFP-vectoren te controleren na de observatie van GFP in hersensegmenten die het gebied van het SN bevatten.
Wat de selectieve expressie van hαSyn in neuronen betreft, zou de expressie van hαSyn in principe kunnen worden ontworpen om te worden gecontroleerd door een promotor die selectief is voor neuronen of, nog preciezer, selectief voor dopaminerge neuronen, zoals het gebruik van de TH-promotor in AAV-vectoren om de selectieve expressie van genen in dopaminerge neuronen te induceren40 . Deze strategie werkt echter niet wanneer wordt gezocht naar overexpressie van het gen van belang. Om deze reden is het in het huidige model essentieel om een sterke promotor (een promotor die een hoge expressie van het downstream-gen induceert) en AAV-serotypen met neuronaal tropisme te gebruiken. In deze studie werd de CBA-promotor gebruikt als een sterke promotor om de overexpressie van hαSyn te induceren, en het AAV5-serotype werd gebruikt voor de virale vector. Dit serotype is eerder gebruikt om muizen- en rattenneuronen te transduceren41,42. Hier toonden de resultaten aan dat, 12 weken na de levering van AAV5-GFP in het SN van muizen, de groene fluorescentie selectief aanwezig was aan de ipsilaterale kant van zowel het SN als het striatum (figuur 1), wat wijst op de efficiënte transductie van neuronen van de nigrostriatale route.
Een ander cruciaal aspect van dit muismodel van de ziekte van Parkinson is het tijdspunt dat nodig is om een bepaald proces na de operatie te analyseren. In dit opzicht toont dit werk een kinetische studie van verschillende processen die betrokken zijn bij de pathologie. Aangezien belangrijke tijdspunten veranderen met de dosis virale genomen die per muis wordt gegeven, het gebruikte serotype van AAV, of zelfs met de gebruikte partij AAV, werd eerst een dosis-responsanalyse uitgevoerd van de hoeveelheid AAV-αSyn die nodig is om een significant verlies van TH + neuronen en motorische stoornissen te induceren. Eerdere studies hebben significante motorische stoornissen en een verlies van TH + neuronen van de nigrostriatale route aangetoond na 12 weken AAV-αSyn-injecties bij muizen in doses variërend van 6 x 108-3 x 1010 virale genomen per muis 16,17,30,31. Dienovereenkomstig varieerde de dosis AAV-hαSyn die werd gebruikt om de hαSyn-expressie in de nigrostriatale route, het verlies van TH + neuronen en motorische stoornissen bij muizen te induceren van 1 x 108-1 x10 10 virale genomen per muis. Bovendien, om te controleren dat het verlies van TH + neuronen en motorische stoornissen werden geïnduceerd door de overexpressie van hαSyn in het SN en niet door AAV-infectie van neuronen van het SN, werden controlegroepen opgenomen waarin AAV-codering voor een reporter-gen (AAV-eGFP) eenzijdig werd afgeleverd in het SN van muizen en neurodegeneratie en motorische stoornissen werden bepaald. De resultaten toonden aan dat, 12 weken na de stereotaxische operatie, 1 x 1010 virale genomen per muis een juiste dosis AAV5-hαSyn was, omdat muizen die deze virale lading ontvingen significante hαSyn vertoonden in de nigrostriatale route (figuur 2 en figuur 3), verlies van TH + neuronen (figuur 4) en motorische stoornissen (figuur 5). Daarentegen waren lagere doses AAV5-hαSyn (1 x 108 virale genomen per muis en 1 x 109 virale genomen per muis) niet sterk genoeg om significante veranderingen in al deze parameters samen te bereiken (figuren 2-4). Van belang is dat de toediening van AAV-GFP bij 1 x 1010 virale genomen per muis een lage (~ 20%), maar significante mate van verlies van TH + neuronen van nigral dopaminerge neuronen veroorzaakte (figuur 4A, B). Dit resultaat komt overeen met eerdere waarnemingen met behulp van dit model41 en is waarschijnlijk het gevolg van een laag niveau van neuro-inflammatie geïnduceerd door de toediening van AAV-vectoren in het SN. Niettemin was de mate van verlies van TH+ neuronen significant hoger bij muizen die AAV5-hαSyn kregen in vergelijking met muizen die dezelfde dosis AAV-GFP kregen (figuur 4C). Van belang is dat de kinetiek van hαSyn-expressie niet alleen afhangt van de efficiëntie van transductie, maar ook van de mate van AAV-diffusie39. Aangezien AAV-diffusie afhankelijk is van het AAV-serotype, kunnen de precieze belangrijke tijdstippen in dit diermodel variëren bij gebruik van een ander AAV-serotype dat verschilt van AAV5.
Daarna werd een kinetische analyse uitgevoerd met behulp van 1 x 1010 virale genomen per muis om belangrijke tijdspunten in dit muismodel te bepalen. Aangezien het huidige bewijs enkele vroege symptomen heeft aangetoond die vóór motorische stoornissen verschijnen, wat de vroege diagnose van de ziekte van Parkinson 43,44 mogelijk zou maken, probeerden deze experimenten het tijdstip te vinden waarop hαSyn-expressie al duidelijk was, maar in afwezigheid van motorische stoornissen. De resultaten tonen aan dat het begin van hαSyn-expressie in het SN 5 weken na de stereotaxische toediening van AAV-hαSyn was (figuur 6). Dit tijdstip vormt een interessant temporeel punt om te beginnen met het toedienen van therapieën op maat om de neuro-inflammatoire en neurodegeneratieve processen te stoppen. Andere belangrijke tijdspunten die hier werden bepaald, waren de piektijden voor twee kritieke gebeurtenissen die verband houden met het neuro-inflammatieproces: het tijdstip waarop microglia de maximale mate van activering bereiken en het tijdstip van maximale T-celinfiltratie in het SN. De resultaten toonden een curve met een trend die twee golven van maximale microgliale activering bereikte, de eerste 10 weken na de operatie en de tweede 15 weken na de operatie (figuur 7). De kinetische analyse van T-celinfiltratie toonde de piektijd van Treg-infiltratie in het SN 11 weken na de stereotaxische operatie (figuur 8). Verrassend genoeg werden er geen effector T-cellen (CD4+ Foxp3-) gedetecteerd die het SN infiltreerden tijdens het geanalyseerde tijdsbestek (weken 8-13 na de operatie). Al met al suggereren deze resultaten een goed tijdsbestek om te beginnen met het toedienen van therapieën gericht op het stoppen van het proces van neuro-inflammatie en het verzwakken van T-celinfiltratie in het SN met behulp van dit preklinische model, dat varieert tussen week 5 na de operatie (het begin van hαSyn-overexpressie) en week 10 na de operatie (de eerste golf van neuro-inflammatie en T-celinfiltratie) (figuur 9).
Figuur 9: Samenvatting van de belangrijkste tijdspunten voor dit diermodel. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We bedanken Dr. Sebastián Valenzuela en Dr. Micaela Ricca voor hun waardevolle veterinaire hulp in onze dierenfaciliteit. Dit werk werd ondersteund door “Financiamiento Basal para Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia de ANID” Centro Ciencia & Vida, FB210008 (aan Fundación Ciencia & Vida), en het Geroscience Center for Brain Health and Metabolism, FONDAP-15150012. Dit werk werd ook gefinancierd door subsidies FONDECYT-1210013 (aan R.P.) en FONDECYT-1150766 (aan F.C.) van “Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo de Chile (ANID)” en MJFF-10332.01 (aan R.P.) en MJFF-17303 (aan F.C.) van de Michael J Fox Foundation for Parkinson’s Research.
Materials
| ANIMALS AND ANIMAL FOOD | |||
| Foxp3-GFP C57BL/6 mice | The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) | Stock No: 023800 | |
| Laboratory Rodent Diet | LabDiet | Rodent Diet 5001 | Standard Rodent diet |
| Wild-type C57BL/6 mice | The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) | Stock No: 000664 | |
| VIRAL VECTORS | |||
| AAV5-CBA-αSyn | University of Iowa Viral Vector Core Facility | N/A | Stock concentration at 10E13 vg/mL |
| AAV5-CBA-eGFP | University of Iowa Viral Vector Core Facility | N/A | Stock concentration at 9.5 x 10E12 vg/mL |
| ANESTHETICS AND ANALGESICS | |||
| Isoflurane | Baxter | 218082 | 1% for stereotaxic surgery |
| Ketamine | Drag Pharma | CHE30 | 70 mg/Kg for stereotaxic surgery |
| Sevoflurane | Baxter | VE2L9117 | For before transcardial perfusion |
| Tramadol | Drag Pharma | DPH134 | 30 mg/Kg every 24 h |
| Xylazine | Centrovet | EHL40 | 9 mg/kg for stereotaxic surgery |
| EQUIPMENT | |||
| Beam test | Home made | N/A | horizontal beam 25 cm length and 3 cm width. The beam surface was covered by a metallic grid (1 cm2). |
| Cryostate | Leica | CM1520 | |
| Digital camera | Nikon | S2800 Coolpix | For recording the beam test performance |
| Microscope | Olympus | BX51 | Used for IHC analysis (section 4.4) |
| Microscope | Olympus | IX71 | Used for IF analysis (section 5.3) |
| Microscope | Leica | DMI8 | Used for IF analysis (section 5.7) |
| New Standard Stereotaxic, mouse | Stoelting, Wood Dale, IL, USA | 51500 | stereotaxic frame for surgery |
| Peristaltic Pump | Masterflex | C-flex L/S16 | |
| Power supply unit | Olympus | U-RFL-T | Used for IF analysis (section 5.3) |
| Surgical suture | Sylkam®, B Braun | C0760171 | |
| Syringe 100 U | BD | 324918 | For anesthesia before transcardial perfusion, 29G needle |
| Syringe RN 5uL SYR W/O NEEDLE | Hamilton | HA-7641-01 | For viral vector innoculation |
| BUFFERS AND REAGENTS | |||
| Aviden, Peroxidase Conjugate | Merck, Darmstadt, Germany | 189728 | |
| Bovine Serum Albumin | Merck, Darmstadt, Germany | 9048-46-8 | |
| Cryotrotection buffer | Home made | N/A | 20% glycerine and 2% DMSO in PBS |
| DAPI | Abcam | ab228549 | |
| Diaminobenzidine | Merck, Darmstadt, Germany | D8001 | |
| Fluoromount -G T | Electron Microscopy Science | 17984-25 | |
| Gelatin | Merck, Darmstadt, Germany | 104078 | |
| Normal goat serum | Jackson ImmunoResearch Laboratory | 5000121 | |
| Paraformaldehyde | Merck, Darmstadt, Germany | 104005 | |
| PBS | Home made | N/A | 0.125 M, pH 7.4 |
| Peroxidase inactivating buffer | Home made | N/A | 0.03% H2O2 in methanol |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9036-19-5 | |
| Trizma Hydrochloride | Merck, Darmstadt, Germany | 1185-53-1 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | 822184 | |
| ANTIBODIES | |||
| Biotin-SP (long spacer) AffiniPure Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch Laboratory | 111065003 | |
| Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 546 | ThermoFisher Scientific | A11010 | |
| Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 647 | ThermoFisher Scientific | A21244 | |
| Goat anti-Rat IgG (H+L) Alexa Fluor 546 | ThermoFisher Scientific | A11081 | |
| Rabbit monoclonal anti-alpha-Synuclein | Abcam | ab138501 | |
| Rabbit monoclonal anti-Iba-1 | Abcam | EPR16588 | |
| Rabbit polyclonal anti-Tyrosine Hydroxylase | Millipore | AB152 | |
| Rat monoclonal anti-CD4 | Biolegend | 100402 | |
| SOFTWARES | |||
| GraphPad | Prism | 6.0 | Fos stats analysis |
| ImageJ | National Institute of Health | N/A | For image analysis |
| LAS X | Leica | N/A | For image capture with Leica microscope |
| ProgRes Capture Pro | Jenoptik | N/A | For image capture with Olympus microscope |
| VLC media player | VideoLAN Organization | N/A | For analysis of behavioural tests |
Referenzen
- Braak, H., et al. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson’s disease. Neurobiology of Aging. 24 (2), 197-211 (2003).
- Lim, K. L., Zhang, C. W. Molecular events underlying Parkinson’s disease – An interwoven tapestry. Frontiers in Neurology. 4, 33 (2013).
- Abdelmotilib, H., et al. α-Synuclein fibril-induced inclusion spread in rats and mice correlates with dopaminergic neurodegeneration. Neurobiology of Disease. 105, 84-98 (2017).
- Mori, F., et al. Relationship among alpha-synuclein accumulation, dopamine synthesis, and neurodegeneration in Parkinson disease substantia nigra. The Journal of Neuropathology & Experimental Neurology. 65 (8), 808-815 (2006).
- Winklhofer, K. F., Haass, C. Mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease. Biochimica et Biophysica Acta. 1802 (1), 29-44 (2010).
- Vazquez-Velez, G. E., Zoghbi, H. Y. Parkinson’s disease genetics and pathophysiology. Annual Review of Neuroscience. 44, 87-108 (2021).
- Dehay, B., et al. Lysosomal impairment in Parkinson’s disease. Movement Disorders. 28 (6), 725-732 (2013).
- Gonzalez, H., Elgueta, D., Montoya, A., Pacheco, R. Neuroimmune regulation of microglial activity involved in neuroinflammation and neurodegenerative diseases. Journal of Neuroimmunology. 274 (1-2), 1-13 (2014).
- Pacheco, R. T-cell based immunotherapies for Parkinson’s disease. Exploration of Neuroprotective Therapy. 1 (2), 72-85 (2021).
- Gonzalez, H., Contreras, F., Pacheco, R. Regulation of the neurodegenerative process associated to Parkinson’s disease by CD4+ T-cells. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 10 (4), 561-575 (2015).
- Gonzalez, H., Pacheco, R. T-cell-mediated regulation of neuroinflammation involved in neurodegenerative diseases. Journal of Neuroinflammation. 11 (1), 201 (2014).
- Campos-Acuna, J., Elgueta, D., Pacheco, R. T-cell-driven inflammation as a mediator of the gut-brain axis involved in Parkinson’s disease. Frontiers in Immunology. 10, 239 (2019).
- Blesa, J., Phani, S., Jackson-Lewis, V., Przedborski, S. Classic and new animal models of Parkinson’s disease. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012, 845618 (2012).
- Ulusoy, A., Decressac, M., Kirik, D., Bjorklund, A. Viral vector-mediated overexpression of alpha-synuclein as a progressive model of Parkinson’s disease. Progress in Brain Research. 184, 89-111 (2010).
- Gomez-Benito, M., et al. Modeling Parkinson’s disease with the alpha-synuclein protein. Frontiers in Pharmacology. 11, 356 (2020).
- Song, L. K., et al. Targeted overexpression of alpha-synuclein by rAAV2/1 vectors induces progressive nigrostriatal degeneration and increases vulnerability to MPTP in mouse. PLoS One. 10 (6), 0131281 (2015).
- Theodore, S., Cao, S., McLean, P. J., Standaert, D. G. Targeted overexpression of human alpha-synuclein triggers microglial activation and an adaptive immune response in a mouse model of Parkinson disease. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 67 (12), 1149-1158 (2008).
- Sanchez-Guajardo, V., Annibali, A., Jensen, P. H., Romero-Ramos, M. alpha-Synuclein vaccination prevents the accumulation of parkinson disease-like pathologic inclusions in striatum in association with regulatory T cell recruitment in a rat model. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 72 (7), 624-645 (2013).
- Sanchez-Guajardo, V., Febbraro, F., Kirik, D., Romero-Ramos, M. Microglia acquire distinct activation profiles depending on the degree of alpha-synuclein neuropathology in a rAAV based model of Parkinson’s disease. PLoS One. 5 (1), 8784 (2010).
- Oliveras-Salva, M., et al. rAAV2/7 vector-mediated overexpression of alpha-synuclein in mouse substantia nigra induces protein aggregation and progressive dose-dependent neurodegeneration. Molecular Neurodegeneration. 8, 44 (2013).
- Cho, C., et al. Evaluating analgesic efficacy and administration route following craniotomy in mice using the grimace scale. Scientific Reports. 9 (1), 359 (2019).
- Flecknell, P. . Laboratory Animal Anaesthesia. 3rd Ed. , (2009).
- Bind, R. H., Minney, S. M., Rosenfeld, S., Hallock, R. M. The role of pheromonal responses in rodent behavior: Future directions for the development of laboratory protocols. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 52 (2), 124-129 (2013).
- Paxinos, G., Franklin, K. B. J. . The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2001).
- Elgueta, D., et al. Dopamine receptor D3 expression is altered in CD4+ T-cells from Parkinson’s disease patients and its pharmacologic inhibition attenuates the motor impairment in a mouse model. Frontiers in Immunology. 10, 981 (2019).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
- Fernandez-Suarez, D., et al. The monoacylglycerol lipase inhibitor JZL184 is neuroprotective and alters glial cell phenotype in the chronic MPTP mouse model. Neurobiology of Aging. 35 (11), 2603-2616 (2014).
- Elgueta, D., et al. Pharmacologic antagonism of dopamine receptor D3 attenuates neurodegeneration and motor impairment in a mouse model of Parkinson’s disease. Neuropharmacology. 113, 110-123 (2017).
- Montoya, A., et al. Dopamine receptor D3 signalling in astrocytes promotes neuroinflammation. Journal of Neuroinflammation. 16 (1), 258 (2019).
- Williams, G. P., et al. Targeting of the class II transactivator attenuates inflammation and neurodegeneration in an alpha-synuclein model of Parkinson’s disease. Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 244 (2018).
- Benskey, M. J., et al. Silencing alpha synuclein in mature nigral neurons results in rapid neuroinflammation and subsequent toxicity. Frontiers in Molecular Neuroscience. 11, 36 (2018).
- Rieker, C., et al. Neuropathology in mice expressing mouse alpha-synuclein. PLoS One. 6 (9), 24834 (2011).
- Harms, A. S., et al. alpha-Synuclein fibrils recruit peripheral immune cells in the rat brain prior to neurodegeneration. Acta Neuropathologica Communications. 5 (1), 85 (2017).
- Williams, G. P., et al. CD4 T cells mediate brain inflammation and neurodegeneration in a mouse model of Parkinson disease. Brain. 144 (7), 2047-2059 (2021).
- Matheoud, D., et al. Intestinal infection triggers Parkinson’s disease-like symptoms in Pink1(-/-) mice. Nature. 571 (7766), 565-569 (2019).
- Jan, A., Goncalves, N. P., Vaegter, C. B., Jensen, P. H., Ferreira, N. The prion-like spreading of alpha-synuclein in Parkinson’s disease: Update on models and hypotheses. International Journal of Molecular Sciences. 22 (15), 8338 (2021).
- Chesselet, M. F., et al. A progressive mouse model of Parkinson’s disease: The Thy1-aSyn ("Line 61") mice. Neurotherapeutics. 9 (2), 297-314 (2012).
- Sampson, T. R., et al. Gut microbiota regulate motor deficits and neuroinflammation in a model of Parkinson’s disease. Cell. 167 (6), 1469-1480 (2016).
- Ciron, C., et al. Human alpha-iduronidase gene transfer mediated by adeno-associated virus types 1, 2, and 5 in the brain of nonhuman primates: Vector diffusion and biodistribution. Human Gene Therapy. 20 (4), 350-360 (2009).
- Ben-Shaanan, T. L., et al. Activation of the reward system boosts innate and adaptive immunity. Nature Medicine. 22 (8), 940-944 (2016).
- Albert, K., Voutilainen, M. H., Domanskyi, A., Airavaara, M. AAV vector-mediated gene delivery to substantia nigra dopamine neurons: Implications for gene therapy and disease models. Genes. 8 (2), 63 (2017).
- Bordia, T., Perez, X. A., Heiss, J., Zhang, D., Quik, M. Optogenetic activation of striatal cholinergic interneurons regulates L-dopa-induced dyskinesias. Neurobiology of Disease. 91, 47-58 (2016).
- Kim, A., et al. Upgraded methodology for the development of early diagnosis of Parkinson’s disease based on searching blood markers in patients and experimental models. Molecular Neurobiology. 56 (5), 3437-3450 (2018).
- Lei, H., et al. Parkinson’s disease diagnosis via joint learning from multiple modalities and relations. IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics. 23 (4), 1437-1449 (2018).
