本文將結(jié)合有濟(jì)醫(yī)藥神經(jīng)精神類疾病藥效技術(shù)平臺(tái)的既往研究案例展開分享,以期與相關(guān)領(lǐng)域的研究者進(jìn)行交流,讓每一份安眠潛力的評(píng)估,都離患者的安穩(wěn)之夜更近一步。
1 PCPA誘導(dǎo)小鼠急性失眠模型 造模:通過腹腔注射PCPA(對(duì)氯苯丙氨酸)混懸液連續(xù)處理小鼠,通常在給藥3天后即可成功建立失眠模型。隨后在模型動(dòng)物上安裝腦電極,利用生理信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行長期、連續(xù)的腦電圖/肌電圖監(jiān)測(cè),評(píng)估藥物對(duì)失眠的改善作用。 原理:PCPA是一種高選擇性、不可逆的5-羥色胺(5-HT)合成抑制劑,通過抑制色氨酸羥化酶,阻斷5-HT的生成,從而降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的5-HT水平。5-HT是調(diào)節(jié)睡眠-覺醒周期的關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì),其水平下降會(huì)導(dǎo)致睡眠潛伏期延長、總睡眠時(shí)間減少、覺醒次數(shù)增加,形成穩(wěn)定的失眠表型。 應(yīng)用:PCPA小鼠失眠模型因其病理機(jī)制明確、模型穩(wěn)定,已被廣泛應(yīng)用于藥物的藥效篩選與機(jī)制研究中。 優(yōu)勢(shì):造模成功率高,個(gè)體差異小,數(shù)據(jù)可重復(fù)性好,結(jié)合腦電/肌電監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估。 結(jié)果展示 模型組小鼠WAKE時(shí)間顯著增加,NREM時(shí)間顯著減少,提示失眠模型制備成功。給予供試品后,WAKE時(shí)間顯著減少,NREM時(shí)間顯著增加,REM時(shí)間有上升趨勢(shì),有效改善了小鼠的睡眠障礙,如下圖1: 圖1 小鼠急性失眠模型 2 PCPA誘導(dǎo)大鼠急性失眠模型 造模:與小鼠模型類似,通過腹腔注射PCPA混懸液連續(xù)處理大鼠,通常在給藥3-5天后成功建立大鼠失眠模型。 原理:作用原理與小鼠一致:PCPA通過抑制色氨酸羥化酶,不可逆地阻斷5-羥色胺合成,降低中樞5-HT水平。 應(yīng)用:需要多次采血進(jìn)行藥代-藥效結(jié)合研究的藥物評(píng)價(jià),長期給藥后失眠改善作用的慢性評(píng)價(jià)。 優(yōu)勢(shì):可進(jìn)行多次采血便于機(jī)制深入探索,行為學(xué)檢測(cè)豐富。大鼠的睡眠結(jié)構(gòu)與人類更為相似,藥效數(shù)據(jù)更具參考價(jià)值。 結(jié)果展示 模型對(duì)照組大鼠Glu,TUNEL含量顯著升高,運(yùn)動(dòng)探索能力有降低的趨勢(shì);給予受試藥后均能顯著降低Glu,TUNEL水平,有增加大鼠運(yùn)動(dòng)探索能力的趨勢(shì)。 大鼠急性失眠模型下,谷氨酸(Glu)、TUNEL陽性細(xì)胞與運(yùn)動(dòng)探索能力三者構(gòu)成“興奮毒性-神經(jīng)元損傷-行為異常”的連鎖反應(yīng)。急性睡眠剝奪會(huì)迅速破壞下丘腦-垂體-腎上腺軸穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致海馬與皮層區(qū)域的細(xì)胞外谷氨酸濃度異常升高。高濃度的興奮性氨基酸毒性會(huì)導(dǎo)致大鼠海馬CA1區(qū)和齒狀回的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量顯著增多,也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)探索與記憶相關(guān)行為能力的顯著衰退,如下圖2: 圖2 大鼠急性失眠模型 3 睡眠剝奪誘導(dǎo)小鼠慢性失眠模型 造模:通過物理手段干擾小鼠正常睡眠,水平旋轉(zhuǎn)桿橫跨在飼養(yǎng)籠底部上方,以緩慢速度(通常每分鐘1-2轉(zhuǎn))持續(xù)旋轉(zhuǎn)。 原理:當(dāng)小鼠進(jìn)入睡眠狀態(tài),此時(shí)緩慢移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)桿會(huì)觸碰到小鼠的身體或尾巴,產(chǎn)生輕微的物理刺激,迫使小鼠必須行走或越過橫桿以避開干擾,從而實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的清醒狀態(tài)。 應(yīng)用:促覺醒藥物及促睡眠藥物的藥效評(píng)價(jià),抗疲勞及改善日間功能的藥物篩選,晝夜節(jié)律失調(diào)相關(guān)失眠的研究。 優(yōu)勢(shì):模擬環(huán)境及心理應(yīng)激導(dǎo)致的失眠狀態(tài),與臨床發(fā)病情境高度相似。可通過調(diào)節(jié)剝奪時(shí)間和強(qiáng)度,建立慢性失眠模型 結(jié)果展示 模型對(duì)照組小鼠IL-6,IL-1β,Glu,GFAP含量顯著升高,NeuN含量顯著下降,成功構(gòu)建小鼠失眠模型。給予受試藥后均能顯著降低IL-6,IL-1β,Glu,GFAP水平,顯著升高NeuN水平。 睡眠剝奪誘導(dǎo)的小鼠慢性失眠模型中,外周與中樞IL-6、IL-1β水平顯著升高,驅(qū)動(dòng)神經(jīng)炎癥反應(yīng)。炎癥因子進(jìn)一步加劇突觸間隙Glu(谷氨酸)堆積,引發(fā)興奮性毒性。形態(tài)學(xué)上可見GFAP陽性星形膠質(zhì)細(xì)胞過度活化增生,而NeuN標(biāo)記的成熟神經(jīng)元數(shù)量出現(xiàn)輕度丟失或功能抑制。如下圖3: 圖3 小鼠慢性失眠模型 4 結(jié)語 有濟(jì)醫(yī)藥神經(jīng)精神類疾病臨床前藥效評(píng)價(jià)平臺(tái)配備了先進(jìn)的生理信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng),通過對(duì)腦電圖與肌電圖信號(hào)的分析,可以精確量化動(dòng)物模型的關(guān)鍵睡眠參數(shù),包括睡眠總時(shí)長、睡眠不同階段(WAKE/NREM/REM)占比、覺醒次數(shù)、覺醒時(shí)長、睡眠潛伏期等,為評(píng)估藥物改善睡眠質(zhì)量提供客觀、科學(xué)、可重復(fù)的依據(jù)。 目前已建立成熟的小鼠及大鼠急性失眠疾病模型體系,涵蓋PCPA化學(xué)誘導(dǎo)模型、睡眠剝奪物理模型及復(fù)合模型等多種造模方式,可根據(jù)客戶需求定制個(gè)性化方案(如種屬選擇、剝奪時(shí)長、給藥方案等),適配不同靶點(diǎn)藥物的評(píng)價(jià)需求。技術(shù)團(tuán)隊(duì)擅長從模型構(gòu)建、給藥方案設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)分析的全流程服務(wù),確保每一個(gè)試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的高質(zhì)量交付。





