帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种常见的神经退行性疾病。病因学研究表明PD发病与基因表达异常和环境因素作用相关联,但仅10%为家族性PD病例,而90%的原发性PD则由环境因子所诱发。研究显示部分农药暴露或接触与PD发病存在关联,我们研究室前期工作也表明农药鱼藤酮(rotenone)、百草枯(Paraquat, PQ)和代森锰(Maneb, MB)暴露与PD关系密切。另外由于农药常常被重叠施用,导致局部环境中两种以上农药可能同时存在,因而农药的联合神经毒性效应尚需动物暴露实验证明。本文以SD大鼠为模式动物,观察PQ单独及与MB联合慢性暴露对动物运动行为的影响,检测神经毒性效应引起黑质神经元的变化,以此尝试建立PQ/MB诱导的PD大鼠模型。已有的研究表明PD运动调节功能障碍源于黑质多巴胺能神经元退变,并与基底神经节电生理活动关系密切,但研究多集中在苍白球和底丘脑,而相对于正常动物而言PD动物纹状体神经元电活动及DA受体是否发生变化尚较少涉及。本文在PQ/MB诱导的PD模式动物上进一步探讨纹状体神经元自发电活动的变化,并通过微电泳多巴胺D1或D2受体选择性激动剂,观察DA两种受体敏感性变化及与PD的关联。主要结果如下：1. PQ (10 mg/kg)单独及与MB (30 mg/kg)联合暴露6周引发大鼠的运动行为及黑质神经元病理学变化。行为学检测结果显示,大鼠从斜板上滑落的次数与对照组和同组暴露前相比均显著增多,在网格上的移动延迟时间均显著性延长。开阔实验中,暴露组大鼠的探洞次数较暴露前显著减少,联合暴露组大鼠直立时间较对照组和暴露前均显著缩短,与对照组和暴露前相比,大鼠静止型蹲坐时间显著增加而跨格次数明显增多。与PQ单独暴露相比,PQ和MB联合暴露后检测到的运动行为障碍有所加重。病理学结果显示,PQ单独及与MB联合暴露使得黑质致密部神经元发生进行性受损,神经元数量分别缺失了43%和71%。与大鼠运动行为变化一致,PQ与MB的联合较PQ单独暴露产生更严重的黑质神经元损伤效应。2.PQ单独及与MB联合暴露后,大鼠纹状体神经元自发放电的型式有所改变,呈规则单脉冲放电神经元增加,不规则单脉冲放电神经元减少,且联合暴露组动物混合簇状放电神经元比例较对照组和PQ组均显著性增加。单独及联合暴露后纹状体神经元自发放电频率较对照组显著提高,其中1 Hz以下的低频放电神经元显著减少,而10 Hz以上的高频放电神经元显著增多。且PQ与MB联合暴露使得纹状体中等多棘投射神经元、大胆碱能和快放电的中间神经元比例分布发生一定变化,且各神经元电活动均显著增强。3.对大鼠纹状体神经元微电泳D1受体激动剂SKF38393或D2受体激动剂LY171555后,纹状体神经元自发放电均可产生兴奋或抑制效应。进一步统计分析发现,激活D1受体可使PQ与MB联合暴露组纹状体神经元较对照组产生更强的抑制效应,而激活D2受体则产生更弱的兴奋效应。微电泳SKF38393和LY171555还使得产生兴奋效应的纹状体神经元放电波形发生变化,且两者在暴露组和对照组所产生的影响效应显示了不同的特征。上述结果表明：1.PQ单独及与MB慢性联合暴露均能诱发大鼠产生震颤、肌僵直、迟缓、运动减少等典型的类PD行为症状,使得黑质神经元发生进行性受损和缺失这一典型PD病理学变化。另外,行为学和病理学检测均显示PQ与MB联合暴露毒性效应较PQ单独暴露效应强,表明二者具有一定协同神经毒性作用。2.PQ单独及与MB联合暴露使得大鼠纹状体神经元自发电活动增强,纹状体内中等多棘投射神经元、大胆碱能和快放电的中间神经元电活动均呈现加强趋势,表明投射神经元和中间神经元的电生理活动均与PD运动功能障碍相关联。3.局部激活纹状体D1或D2受体,实验在PQ/MB诱发的模式动物和对照组动物上观察到对纹状体神经元电活动的差异性影响效应。在模式动物上,激活D1受体诱发更强的抑制效应,而激活D2受体则产生更弱的兴奋效应,表明D1和D2受体敏感性出现不同的变化。这就进一步支持纹状体D1和D2受体功能分别与基底神经节直接通路和间接通路功能关联,也表明与D1和D2受体关联的直接通路和间接通路的不平衡是导致PD运动调节功能障碍的重要原因。本研究工作从行为学和病理学角度探讨了PQ及与MB联合暴露对大鼠的神经毒性效应,证实了PQ具有诱发PD的神经毒性效应,MB具有一定的协同PQ的毒性作用。通过在体单细胞胞外记录结合微电泳技术,结果表明纹状体神经元电活动的变化与PD运动调节功能障碍相关,实验首次在PD模式动物上发现纹状体D1和D2受体敏感性发生了差异性变化。相关研究结果为PD环境病因学提供了实验证据,为阐明与PD关联的基底神经节运动调节机理提供了生理学依据,为运用DA受体激动剂来治疗PD提供了线索。