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在帕金森病(Parkinsonsdisease，PD)中，黑质多巴胺(dopamine，DA)能神经元渐进性丢失，导致一系列临床症状出现。但是，在这个变性过程中，残存的DA能神经元还同时发生再生现象，即脑的黑质纹状体系统存在着可塑性变化。这个可塑性变化主要是投射到纹状体的残存DA纤维发芽再生，再生的DA纤维末梢在纹状体中等棘刺神经元(medianspinyneurons，MSN)上的突触分布会出现重新定位，进而改变MSN上突触活动的整合形式。除DA末梢外，来自皮质、属于谷氨酸(glutamate，Glu)能的皮质纹状体突触传递会代偿性增强，使细胞外Glu水平增高。已知Glu除了具有神经递质功能外，还可以直接或间接影响某些神经元突起生长的导向，这在黑质纹状体一皮质脑片共培养实验中，mGluR1拮抗剂能抑制黑质DA纤维向纹状体生长而得到证明。所以本研究提出设想，在DA能神经纤维再生过程中，来自皮质的纹状体内的Glu突触可能会通过其释放的递质Glu，影响DA纤维生长，从而介导DA末梢在MSN上的重新分布。
根据这一假设，本研究先对正常大鼠纹状体内的Glu和DA纤维末梢进行免疫荧光标记，并单细胞标记MSN，用激光共聚焦显微镜层扫后3D成像，结果发现Glu和DA纤维末梢在MSN树突上分布趋势一致。通过TH免疫电镜染色，发现DA纤维末梢更多分布于高效能Glu突触所在的树突棘上，提示Glu突触的位置和活动与DA纤维末梢在MSN树突上的分布密切相关。在将含黑质及纹状体的脑片进行共培养的实验中，去Glu纤维传入后，DA纤维末梢在中等棘刺神经元树突的远、近侧段的分布发生变化，说明正常大鼠Glu突触的活动能够引导DA纤维末梢在其周围分布。
将6-OHDA注射到成年大鼠黑质致密部的外侧以部分损伤纹状体的DA投射纤维。通过观察损伤后各时间点纹状体内DA纤维密度，发现6-OHDA注射16周后，DA纤维出现发芽再生，再生的纤维上有tyrosinehydroxylase(TH)和synaptophysin免疫染色双标位点存在，提示有新的突触形成。通过TH和受体D1R/D2R免疫电镜双标染色，发现在直接通路上，DA突触更多分布于树突棘上，与Glu突触的位置更加靠近；在间接通路上，DA突触在树突棘、树突干上的分布没有明显变化。同时，在直接通路上，Glu突触的突触后致密带长度和穿通型突触的比例增高，提示其效能增高；而间接通路上的Glu突触效能没有明显变化。这表明，Glu突触活动引导DA纤维末梢在其周围分布的机制可能参与帕金森病模型的DA突触的可塑性变化。
在原代培养黑质DA神经元中，加入mGluR1激动剂DHPG对DA神经元突起的生长没有影响，提示Glu突触对DA纤维术梢在MSN分布的影响机制并不是通过直接激活DA纤维术梢的mGluR1而实现的。
综上所述，正常大鼠纹状体内Glu突触活动可以引导DA纤维未梢在其周围分布；这一机制可能参与介导大鼠帕金森病模型DA末梢的可塑性变化；这一引导机制并不是通过直接激活DA纤维术梢上的mGluR1来实现的。深入进行这方面研究将能为寻找预防、延缓和治疗帕金森病的措施提供新的线索。