Brain：帕金森病中多巴胺、神经黑色素和铁的时空变化特征

帕金森病的纹状体多巴胺功能存在进行性的减弱，以及含有神经褪黑素的多巴胺神经元的丢失和在黑质铁沉积的增多。

本研究基于帕金森病患者的症状前驱期和临床早期影像学数据，评估了这些变化的时空顺序，以及黑质纹状体系统的感觉运动、关联和边缘区域的相关性。

本研究为一项纵向研究，病程<4年的帕金森病患者或者特发性REM睡眠行为障碍（iRBD, 帕金森病患者的一个前驱表现）患者和健康对照者均参与了基线期（V1）和两年随访期(V2)的评估。

本研究分别通过神经黑色素、铁敏感MRI和多巴胺转运体（DaT）单光子发射断层扫面成像，评估黑质纹状体的神经黑色素、铁和多巴胺的水平。

对于黑质纹状体系统的三个功能区，完成了以下分析研究（图1）：纹状体多巴胺和铁，黑质神经黑色素和铁的横断面和纵向的组间差异分析；帕金森患者组应用指数拟合分析来评估临床前驱期的时长，对比健康组，比较多巴胺、神经黑色素和铁的时间变化顺序；基于体素的相关分析来评估在黑质致密部的多巴胺-铁，多巴胺-神经黑色素和神经黑色素-铁的空间共变。

图1 纹状体DaT水平的组间差异

纹状体的功能亚区（A）。左侧和右侧面板分别显示了大脑半球受影响最严重和最轻的组间的统计比较结果。根据年龄和性别对结果进行了校正，并使用Tukey检验对多重比较进行了校正，P< 0.05。为了提高统计差异的可视化表达的清晰度，将p值转换为z值。HCs =健康对照组; iRBDs = iRBD患者;PDs=帕金森病患者;Cd =尾状核;NAc =伏隔核;Pu=壳核。

多巴胺能变化的时间顺序遵循已知的空间模式，首先涉及感觉运动区，然后是关联区、边缘纹状体和黑质区。纹状体多巴胺能去神经首先发生铁代谢异常，最后黑质致密部神经黑色素改变，其时空梯度与纹状体相同，但随时间变化（图2）。

图2 SNc中神经黑色素或铁与纹状体DaT的空间相关模式

纹状体每个区域(壳核、尾状核和伏隔核)和每个功能区域(感觉运动、联合和边缘)，在大脑模板上显示出DaT神经黑色素相关模式（A-G）, SNc中的神经黑色素-铁的相关模式(K)和DaT -铁的相关模式(L-R)。DaT -神经黑色素区域重叠显示在核壳区、尾状核区和边缘区(H-J)。AS=关联;Cd =尾状核;iRBDs = iRBD患者;LI=边缘;NAc =伏隔核;PDs =帕金森病患者;Pu=壳核;SM =感觉运动。

总之，本研究结果发现黑质致密部多巴胺能纹状体功能障碍和细胞丢失与黑质铁含量增加有关。