AAV2 hA53T-α-syn誘導マウスモデル
AAV2 hA53T-α-syn（A53T変異を有するヒトα-シヌクレイン）の黒質への単回片側注射を受けた野生型C57BL/6マウスは、同側半球でhA53T-α-synを選択的に発現する。
AAV2 hA53T-α-syn誘導マウスの最も重要な特徴は以下の通りである：
- 異なる脳領域におけるヒトA53T-αシヌクレインの発現
- ミクログリオーシス
- チロシン水酸化酵素レベルの低下
AAV2 hA53T-α-synを注射した脳の組織学的解析では、注射した脳半球の尾状核だけでなく、黒質でもhA53T-α-synタンパク質レベルの増加が見られた。
図1：同側半球の黒質に片側AAV2 hA53T-α-synを注射した後、反対側半球および同側半球の黒質（A）および尾状核（B）におけるhA53T-α-syn免疫反応領域（IR）。 注射から9週間後に動物を安楽死させ、ヒト特異的α-syn抗体を用いて脳を評価した。 n = 5 / 群；不対t検定；平均±SEM。***p<0.001。
hA53T-α-synの発現はさらに、神経炎症のマーカーである活性化ミクログリアの増加をもたらし、免疫蛍光標識の定量化によって評価すると、注射した黒質におけるチロシン水酸化酵素（TH）レベルも強く低下した。
図2：同側半球の黒質に片側AAV2 hA53T-α-synを注入した後の、反対側半球と同側半球の黒質におけるIba1（A）とTH（B）の免疫反応領域（IR）。 n=5/群；不対t検定；平均±SEM。*p<0.05; **p<0.01。
図3：同側半球の黒質に片側AAV2 hA53T-α-synを注入した後の、同側半球（左）および対側半球（右）の黒質（A）および尾状核（B）におけるhA53T-α-syn、チロシン水酸化酵素（TH）、Iba1およびDAPI標識の代表的な画像。
ロテノン誘発マウスモデル
野生型C57BL/6マウスにミトコンドリア複合体I阻害剤であるロテノンを尾状核に単回片側注射したところ、パーキンソン病の症状と病態が発現した。
ロテノン標識マウスの最も重要な特徴は以下の通りである：
- リン酸化αシヌクレインレベルの上昇
- ドーパミンシグナル伝達障害
- 血漿中ニューロフィラメント軽鎖（NF-L）濃度の上昇
- ミトコンドリア活性の障害
- 初期のアストロサイトーシスと活性化ミクログリアの増加
- 初期の運動障害
右尾状核にロテノンを注射すると、注射2週間後と4週間後に、同じ半球の尾状核（データは示さず）と黒質（図1）でIba1とGFAPの免疫反応面積が増加した。この結果から、ロテノン注射は、注射した脳領域だけでなく、黒質においてもミクログリアの活性化とアストロサイトーシスを引き起こすことが示唆された。
図1：黒質におけるIba1とGFAPの定量。 野生型マウスの右黒質にロテノンを注射し、対側黒質（C）および同側黒質（I）のIba1（A）およびGFAP（B）免疫反応（IR）面積を、ベースライン時、注射2週後および4週後に断面的に定量した。平均値＋SEM。ベースライン：n=28、2週目：n=24、4週目：n=16。二元配置分散分析（Bonferroniの
ロテノンを注射したマウスは、DMSOを注射したマウスと比較して、術後4週目の回転試験で同側の回転数が増加し（図2A）、術後2週目と4週目の梁歩行試験で1歩あたりの滑走数が増加した（図2B）。
図2：ベースライン時、術後2週および4週におけるロテノン注射マウスの運動障害。 A:回転テストにおける片側回転；B:梁歩行テストにおける13mm角の梁上での1歩あたりのスリップ数。ベースライン：n=28、2週目：n=24、4週目：n=16。平均値±SEM; Dunnettの(A)またはTukeyの(B)
ロテノンを注射したマウスは、その早期の病理学的、行動学的変化から、PDを忠実に模倣した in vivo マウスモデルとして非常に迅速に利用できる。
MPTP誘発マウスモデル
ピリジン毒素1-メチル-4-フェニル-1,2,3,6-テトラヒドロピリジン（MPTP）の急性、慢性、亜慢性投与を受けたマウスは、中脳の2つの構造、黒質（SN）と腹側被蓋野（VTA）において、選択的にドーパミン作動性ニューロンを著しく失う。SNにおけるドーパミン細胞の消失は、パーキンソン病の臨床状態を模倣し、運動機能障害を引き起こす。
マウスのVTAにおけるドーパミン作動性の低下は、パーキンソン病との関連は不明であるが、これらのニューロンが前頭皮質に投射しているため、パーキンソン病の認知障害に寄与している可能性がある。
MPTP病変マウスの最も重要な特徴は以下の通りである：
- 活動量の減少
- 黒質とVTAにおけるドーパミン作動性ニューロンの消失
- 尾状被蓋におけるDOPACとHVAの減少
- 黒質におけるTHの減少
MPTPを投与したマウスの投与2日後の行動分析では、偽マウスと比較して活動性が有意に低下した（図1）。
図1：オープンフィールドテスト。 動物には1日に4 x 20 mg/kg MPTPまたはビヒクルを注射した。投与2日後、動物はオープンフィールドテストで活動性をテストされた。 n = 9-10/群; 対にならないt検定; 平均+SEM。***p<0.001。
MPTP-lesion後の黒質におけるチロシン水酸化酵素（TH）を定量すると、偽電離対照マウスと比較してTHレベルが有意に低下した（図2）。
図2. MPTP病変後の黒質におけるチロシン水酸化酵素（TH）の定量。 動物に4 x 20 mg/kgのMPTPまたはビヒクルを1日1回注射した。処置の6日後に動物を犠牲にし、THレベルについて黒質を分析した。各群n = 3-5；不対t検定；平均＋SEM。*p<0.05。
したがって、MPTP処理マウスは、運動障害やドーパミン作動性ニューロンの喪失、またこれらのパラメータに対する薬物の影響の可能性を研究するのに適したモデルである。
6-OHDA誘発マウスモデル
6-OHDAをネズミの脳の特定部位に片側注射すると、酸化ストレスによってカテコールアミン作動性ニューロンに障害が引き起こされる。投与量や注射部位にもよるが、この結果、チロシン水酸化酵素（TH）免疫反応性の消失によってしばしば示されるように、ドーパミン作動性ニューロンの深刻な喪失が起こる。この病態は、PDの主要な特徴の一つである、中胸系におけるドパミン欠乏を模倣している。そのため、6-OHDA病変は35年以上にわたってPDのモデルとして用いられてきた。
6-OHDAの一般的な注射部位は、内側前脳束、線条体のさまざまな部位（単一または複数の注射部位）、または黒質である。
MFBに注射された6-OHDA病変ラットの最も重要な特徴は以下の通りである：
- 円柱と回転テストにおける側方行動障害
- 尾状被蓋におけるチロシン水酸化酵素レベルの低下
- 尾状被蓋におけるDATレベルの低下
- 尾状被蓋におけるアストロサイトーシスと活性化ミクログリア
内側前脳束（MFB）の片側6-OHDA病変は、シリンダーテストと回転テストによって分析すると、病変を加えてから3週間後に強い外側行動障害をもたらす（図1）。
図1：6-OHDA注射ラットとビヒクル注射ラットのシリンダーテストと回転テストによる6-OHDA病変の検証。 A: シリンダーテストにおける全サイドステップに対する同側サイドステップ[%]。 B： 回転テストにおける相対的対側回転。テストは6-OHDA病変の3週間後に行った。回転テストではアポモルヒネを投与して回転行動を誘導した。平均値＋SEM。n = 8（ビヒクル）と19（6-OHDA）; ***p<0.001。
L-DOPA/ベンセラジドを3つの濃度で投与すると、シリンダーテストで観察された側方行動効果を逆転させることができる(図2A)。回転試験における6-OHDAラットのさらなる評価によると、対側回転の相対回数は、
L-DOPA濃度の違いによって影響を受けない（図2B）。
図2：L-DOPA/ベンセラジドが6-OHDA病変ラットの円柱および回転テストにおける側方行動に及ぼす影響。 A: シリンダーテストにおける全サイドステップに対する同側サイドステップ[%]。 B： 回転テストにおける相対的対側回転。回転テストでは動物をアポモルヒネで処理し、回転行動を誘導した。平均値＋SEM。二元配置分散分析（Tukey’sおよびSidak’s
MFBの6-OHDA病変から5週間後の尾状被蓋におけるチロシン水酸化酵素（TH）およびDAT陽性免疫反応領域（IR）を組織学的に評価したところ、病変側の脳でTHおよびDATレベルが強く低下していた（図3A、B）。MFBの6-OHDA病変後、尾状被蓋におけるグリア線維酸性タンパク質（GFAP）およびIba-1陽性免疫反応領域を組織学的に評価したところ、病変側脳の尾状被蓋におけるGFAPおよびIba-1レベルの増加が明らかになった（図3C、D）。これらのデータは、アストロサイトーシスと活性化ミクログリアによって示されるように、6-ODHA病変が神経炎症を誘発することを示している。
図3：ラットのMFBの6-OHDA病変後の尾状被蓋におけるチロシン水酸化酵素（TH、A）、DAT（B）、GFAP（C）、Iba-1（D）IR領域の組織学的評価。 6-OHDA群のみでの対応のないt-検定。6-OHDA：n=8；ビヒクル：n=1。平均値＋SEM。**p<0.01、***p<0.001。左：未処置側、右：処置側。青：ビヒクル群、オレンジ：6-OHDA群。
ハロペリドール誘発カタレプシー
カタレプシーは、パーキンソン病、てんかん、緊張病、また統合失調症治療薬など処方された薬剤の副反応として見られる神経症状である。カタレプシーは、身体の硬直を伴う感覚や意識の喪失を伴う発作を特徴とする。ドーパミンD2受容体拮抗薬ハロペリドールをラットに投与すると、典型的な症状を模倣してカタレプシーを急性的に数時間誘発することができる。
Sprague Dawleyラットに1mg/kgのハロペリドールを皮下注射する。30分後、カタレプシーを測定し、さらにカタレプシーの全スペクトルを示す動物に陽性化合物またはビヒクルを経口投与する。薬物投与後、いくつかの時点で動物のカタレプシーを再検査することができる。
ハロペリドール投与ラットの最も重要な特徴は以下の通りである：
- 意識喪失
- ボディ剛性
カタレプシーは、ラットの前肢を高さ8cmの水平なバーの上にそっと置くことで評価できる。カタレプシーは、動物が動かずにいる時間として測定できる。120秒をカットオフタイムとする。
図1：陽性化合物投与後のハロペリドール誘発カタレプシー：1mg/kgのハロペリドールを皮下投与した後、陽性化合物を経口投与し、動物が硬直した時間。動物はカタレプシーについて繰り返しテストされた。平均値±SEM。二元配置分散分析（Bonferroniの反復測定
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