帕金森病多巴胺转运体异常及药物干预研究
作者：罗瑞静，何建成*
作者单位：(上海中医药大学，上海 201203)
《时珍国医国药》 2010年 第7期
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【摘要】
多巴胺转运蛋白(Dopamine transporter，DAT)是位于多巴胺能神经元突触前膜的多巴胺能再摄取位点，调控突触间隙内多巴胺的浓度;它的多少能间接反映黑质-纹状体通路多巴胺能神经元的数量及功能，故脑DAT被认为是多巴胺能神经元的标志物。DAT在帕金森病(parkinson′s disease，PD)的发生发展过程中起重要作用。文章从DAT的结构、分布、功能及其转运调节、与PD的关系及药物干预等方面进行了综述。
【关键词】 帕金森病; 多巴胺转运体; 综述
帕金森病(parkinson′s disease，PD)是一种以静止性震颤、运动迟缓、肌张力增高和姿势平衡障碍为典型临床症候群的缓慢进展的中枢神经系统退行性疾病，主要源于中脑黑质致密部多巴胺(dopamine，DA)神经元退行性变导致的DA与乙酰胆碱平衡失调。目前，PD的发病机制尚未完全阐明，近年来的研究表明，DA能神经毒素MPP+ 等物质是通过DAT进入神经元的，且单光子发射计算机断层扫描(SPECT)显示早期PD病人的DAT水平明显降低。多巴胺转运蛋白(dopamine transporter ，DAT)位于中枢多巴胺能神经元末梢，是一种膜蛋白。对DAT进行深入广泛的研究，将有助于PD病因的阐明、早期诊断和预防药物进展。
1 DAT的结构
DAT是一种膜蛋白，属于Na+/Cl-依赖性转运蛋白，DAT约含620个氨基酸，分子量约70 KD。具有12个跨膜功能区，跨膜区主要由20～24个疏水氨基酸组成，有5个细胞内氨基酸链和6个细胞外氨基酸链将这些功能区连接起来构成完整的DAT。近年来，对PD的DAT结构的研究主要集中在基因水平，在Lecouteur等[1]对高加索人群的相关分析中，发现在PD病人中520bp的等位基因有显著升高 ,国内由广州王建等[2]的研究中也得到相同结论。赵晓萍等[3]研究表明，DAT编码基因的异常与PD发生密切相关，可能与种族等有关。
2 DAT的分布、功能及其转运调节
2.1 DAT的分布研究发现，DAT主要由黑质纹状体DA能神经元胞体、树突、轴突合成和表达，分布在树突和轴突的浆膜上。
2.2 DAT的功能神经递质结束的方式有两种，一种是将递质迅速代谢为无活性的物质，另一种则通过突触前膜或胶质细胞再摄取突触间隙的递质。多巴胺能神经元突触传递结束的方式属于后者，DAT则为该生理功能的物质基础。通过细胞膜上Na+- K+–ATP酶的供能，多巴胺从神经元中被释放后很快由DAT再摄取，所以DAT能调控突触间隙中多巴胺的有效浓度，使多巴胺对突触前和突触后受体进行时间依赖性的激动。
2.3 DAT的转运调节许多因素可以调节DAT的转运：①第二信使与蛋白激酶系统。cAMP类似物使培养的下丘脑神经元的DAT活力产生快速反应，而花生四烯酸代谢抑制剂显著地抑制纹状体对DAT的摄取，表明DAT功能受到信号转导过程的影响[4，7]。近来确认在DAT和相关的转运体中存在公认的蛋白激酶,提示不同的信号转导通路可以调节DAT的功能。②受体调节。D2受体亚型对DAT的转运功能有调节作用，二者呈现出同向变化[5]。③离子调节。Na+ 、K+ 和Cl- 在DAT转运过程中发挥作用，但其在DAT识别中的作用仍不清楚[6]。④细胞膜电压对DAT的调节。电生理研究表明，DAT对DA的转运具有电压依赖特征,细胞膜的电压发生变化则影响到DAT的功能。⑤其它。NO和Zn也影响DAT的转运过程[7，8]。
3 DAT与PD
3.1 DAT与PD的病因机制研究由于分子生物学技术的应用，对DAT的作用有了深一层的认识，DAT已成为调节DA神经系统功能的重要环节。目前发现直接与DAT相互作用的物质主要有两类：一类是与DAT结合后被直接转运至突触前神经元细胞，其中除了内源性神经递质DA外，还有神经毒物1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MPTP)的代谢产物1-甲基-4苯基吡啶(MPP+ )和精神兴奋药物苯丙胺(AMP)。DA在代谢过程中可以产生自由基等一系列毒性物质，通过DAT的介导造成了对DA能神经元的损伤[9]。MPTP是一种化工原料,是脂溶性的化合物，在脑内经MAO-B催化，氧化为MPP+ ,DA能神经毒素MPP+ 再通过DAT进入神经元对其进行损伤，其损伤的机理可能是MPP+ 抑制了线粒体复合体I的活性，导致氧化应激反应，产生了大量氧自由基，从而导致神经元损伤[10，11]。Kitayama(1992)[12]将克隆的DATcDNA转染至正常的非洲绿猴肾细胞COS中并使之表达,结果发现这些肾细胞也具有了累积MPP+ 的能力，并表现出COS细胞乳酸脱氢酶释放增多、与β-肾上腺素能受体结合力下降等中毒现象。Kitayama(1993)[13]还发现DAT的不同跨膜功能区功能不同。DAT跨膜功能区中第7和11疏水基的突变可增加MPP+摄取的速率和亲和力，而对多巴胺摄取的影响却相当轻微。高云朝[14]研究发现MPTP引起黑质多巴胺神经元和尾壳核DAT丧失存在明显剂量-效应关系。另一类是与DAT结合后本身并不被摄入突触前神经元细胞，而直接发挥抑制DAT转运DA的作用，从而导致突触间隙DA浓度升高，影响DA神经系统信号传导，这类药物包括: 丁卡因、GBR12909、RTI-121等[15]。
3.2 DAT与PD的诊断目前帕金森病的诊断主要依赖于临床表现、神经系统体征及对多巴制剂的疗效反应,缺乏较为客观的实验室依据，符合率仅70%～80%，且临床症状一般在基底节多巴胺耗竭到80%以上才表现[16，17]。多数研究表明DAT在PD的早期即有变化,因此选择一种好的DAT的检测方法对早期诊断、治疗PD具有重要意义[18]。
PD的早期诊断主要借助核医学显像技术, 包括突触后的多巴胺(DA)受体显像和突触前的多巴胺转运蛋白(DAT)显像, 而DAT显像比DA显像能更早更及时地反馈DA能系统的变化[19]。近些年来国内外研究主要集中在DAT显像效果、灵敏度以及病情评判等方面。Vermeulen等[20]研究发现在PD早期即见壳核部DAT下降，晚期尾状核及壳核部DAT均减少。张继武等[21]认为PD的发展及严重程度与DAT的相关性很强，有助于帕金森病的诊断及严重程度的评估。张璟等[22]研究发现PD患者血淋巴细胞DAT的功能与密度明显降低，有可能作为疾病早期诊断的生物学指标。此外，Berding等[23]应用DAT配基显像技术发现,临床诊断为PD的患者纹状体DAT信号减弱，可能与黑质纹状体系DAT表达减少有关。总之，就目前而言，运用SPECT技术对PD高发人群进行DAT检测有利于早期发现PD，但二者之间的关系有待进一步研究。
3.3 西药对DAT的影响陈玲等[24，25]认为长期美多巴、吡贝地尔(泰舒达)治疗可能会使帕金森病模型大鼠脑多巴胺转运体的数量减少。吴冠会等[26]研究发现大剂量依达拉奉腹腔注射使损伤侧的DAT放射性计数与对照组相比差异有显著性(均P<0.05)，提示达到一定剂量的依达拉奉对6-OHDA模型PD大鼠DAT具有保护作用。钱进军等[27]研究结果显示：单用吡呗地尔对早期PD患者的运动功能改善不明显，但延缓了纹状体DAT活性的下降。而单用左旋多巴可显著改善早期PD患者运动功能，但纹状体的DAT活性却明显下降。吡呗地尔联用左旋多巴不仅明显改善了患者运动功能，而且显著延缓了纹状体DAT活性的下降。肖勤等[28]通过研究认为左旋多巴和多巴胺不仅对D8细胞有毒性损害,还能使DAT数量明显减少,DAT结合位点的减少比细胞活性的下降更明显。一定剂量左旋多巴可增强DAT的功能。栗超跃等[29]发现洛贝林通过有效抑制细胞膜多巴胺转运蛋白的摄取功能增加突触间隙内多巴胺浓度，认为洛贝林是多巴胺转运蛋白的有效抑制因子。王春燕等[30]则发现异丙酚以非竞争性的方式抑制了DAT的转运功能，降低了多巴胺(DA)的再摄取，导致突触间隙DA浓度升高，从而增强了中枢多巴胺能神经信息的传递。
3.4 中医药对DAT的影响中医中药治疗PD历史悠久，前人不断实践总结了大量治疗经验，但现代关于中医药治疗PD时对DAT影响的研究还处于起步阶段，相关研究数量较少。张莉等[31]研究发现电针可促进帕金森小鼠黑质致密部多巴胺转运体的表达，从而发挥对帕金森小鼠突触多巴胺的调节作用。姜雪梅等[32]通过研究显示头电针可以减少PD患者纹状体区DAT的丢失，改善纹状体区DAT的活性。黄泳等[33]通过研究得出类似结果,显示头部电针可以减少PD患者基底节区DAT的丢失，改善基底节区DAT的活性，达到对于多巴胺神经元的保护作用，从而延缓PD患者的病程并且减轻临床症状。陈建宗等[34]通过临床研究发现平颤颗粒可以保护PD患者DAT。
4 展 望
阐明PD的病因与发病机制，建立客观和可靠的诊断手段，寻找非常有效而副作用少的治疗药物及方法仍然是21世纪神经科学领域的研究重点之一。DAT在PD发生发展过程中发挥了重要作用，对DAT进行深入广泛的研究，将有助于PD病因的阐明、早期诊断和早期药物干预。特别是开发既不影响DAT对DA再摄取功能又能阻断其介导的毒物对神经元损伤作用的药物就显得尤为重要，中医药治疗PD历史悠久，治疗后确实能够改善PD患者症状，但其作用机理与DAT的关系有待作进一步的研究。
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