實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為分析助力中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）新藥研發(fā)突破瓶頸
作者：吉安得爾市場(chǎng)團(tuán)隊(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）藥物的研發(fā)一直是制藥領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的賽道之一。高失敗率、漫長(zhǎng)的周期以及難以量化的療效評(píng)估，讓許多研發(fā)人員感到困擾。
在臨床前研究階段，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為學(xué)數(shù)據(jù)往往是決定項(xiàng)目能否進(jìn)入下一階段的關(guān)鍵“投票器”。然而，傳統(tǒng)的人工觀察不僅耗時(shí)耗力，還容易受到主觀因素的干擾。如何在復(fù)雜的神經(jīng)疾病模型中，捕捉到細(xì)微且客觀的行為學(xué)變化？這成為了藥理學(xué)研究人員和 CRO 機(jī)構(gòu)共同面臨的核心問(wèn)題。
深度學(xué)習(xí)重塑帕金森模型評(píng)估
在神經(jīng)退行性疾病的研究中，運(yùn)動(dòng)功能的細(xì)微缺損往往是藥物起效的早期信號(hào)。傳統(tǒng)的行為學(xué)測(cè)試，如轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)或開(kāi)放場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，雖然經(jīng)典，但有時(shí)難以捕捉到更精細(xì)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)異常。
《Neuron》在 2020 年發(fā)表的一項(xiàng)研究指出，結(jié)合深度學(xué)習(xí)-based 的姿態(tài)估計(jì)（pose estimation）技術(shù)，能夠揭示帕金森病模型中傳統(tǒng)方法無(wú)法 detected 的運(yùn)動(dòng)缺陷。這種技術(shù)不再僅僅依賴動(dòng)物在場(chǎng)地中的位置軌跡，而是通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)追蹤，分析肢體的關(guān)節(jié)角度、運(yùn)動(dòng)速度以及協(xié)調(diào)性。
對(duì)于新藥研發(fā)而言，這意味著我們可以更早地發(fā)現(xiàn)候選化合物的潛在療效。例如，在某些多巴胺能藥物篩選中，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠量化小鼠步態(tài)的微小不對(duì)稱性，這種精度是人工計(jì)時(shí)器難以企及的。這種從“宏觀軌跡”到“微觀姿態(tài)”的轉(zhuǎn)變，正在成為神經(jīng)藥理學(xué)評(píng)估的新標(biāo)準(zhǔn)。
阿爾茨海默病模型的行為學(xué)標(biāo)志物
除了運(yùn)動(dòng)功能，認(rèn)知與情感行為的評(píng)估在阿爾茨海默�。ˋD）藥物研發(fā)中同樣至關(guān)重要。5xFAD 轉(zhuǎn)基因小鼠模型因其較早的發(fā)病 onset 和明顯的年齡依賴性進(jìn)展，被廣泛應(yīng)用于 AD 研究。
根據(jù)《International journal of molecular sciences》2024 年 6 月發(fā)布的文獻(xiàn)，5xFAD 模型 recapitulates 了許多 AD 相關(guān)的表型。研究強(qiáng)調(diào)，除了記憶測(cè)試外，識(shí)別特定的行為學(xué)標(biāo)志物（Behaviour Hallmarks）對(duì)于驗(yàn)證模型有效性不可或缺。
在實(shí)際操作中，研究人員需要關(guān)注動(dòng)物在迷宮中的策略選擇、探索行為的持續(xù)性以及焦慮水平的變化。自動(dòng)化行為分析系統(tǒng)能夠連續(xù)記錄這些多維度的數(shù)據(jù)，減少因?qū)嶒?yàn)人員在場(chǎng)引起的應(yīng)激反應(yīng)。這對(duì)于評(píng)估抗淀粉樣蛋白藥物或神經(jīng)保護(hù)劑的效果尤為關(guān)鍵，因?yàn)榧?xì)微的行為改善可能預(yù)示著神經(jīng)環(huán)路的功能恢復(fù)。
自動(dòng)化分析系統(tǒng)的演進(jìn)與選型
隨著人工智能技術(shù)的滲透，動(dòng)物行為分析設(shè)備正經(jīng)歷從“視頻記錄”到“智能理解”的跨越。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室技術(shù)負(fù)責(zé)人而言，選擇合適的分析系統(tǒng)需要考量多個(gè)維度。
首先，系統(tǒng)的兼容性至關(guān)重要。優(yōu)秀的平臺(tái)應(yīng)當(dāng)能夠適配多種實(shí)驗(yàn)范式，從經(jīng)典的曠場(chǎng)、高架十字迷宮，到更復(fù)雜的社交互動(dòng)測(cè)試。其次，算法的透明度與可定制性也是考量重點(diǎn)。研究人員需要確認(rèn)系統(tǒng)是否允許根據(jù)特定物種或特定行為定義新的參數(shù)。
在這一領(lǐng)域，吉安得爾深耕行業(yè)多年，代理國(guó)外先進(jìn)的動(dòng)物行為分析產(chǎn)品已有 17 年歷史，積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。目前，除了成熟的追蹤與分析系統(tǒng)外，行業(yè)也在期待更多本土化的創(chuàng)新解決方案。據(jù)悉，吉安得爾正在規(guī)劃自研的全能步態(tài)分析系統(tǒng)，以及針對(duì)精細(xì)行為、梳理與抓撓行為的分析系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)陸續(xù)面向科研用戶。這些新工具將進(jìn)一步完善從宏觀運(yùn)動(dòng)到微觀表型的全鏈條評(píng)估能力。
標(biāo)準(zhǔn)化對(duì) CRO 機(jī)構(gòu)與藥物評(píng)價(jià)的意義
在新藥申報(bào)過(guò)程中，數(shù)據(jù)的可重復(fù)性與標(biāo)準(zhǔn)化是監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)極易受到環(huán)境噪音、光照變化以及操作人員手法的影響。
《The Veterinary clinics of North America. Small animal practice》2024 年 1 月的綜述提到，應(yīng)激反應(yīng)會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)及身體多個(gè)系統(tǒng)，慢性精神與行為病理學(xué)與炎癥及免疫功能失調(diào)相關(guān)。這意味著，如果行為學(xué)測(cè)試本身給動(dòng)物帶來(lái)了過(guò)大的應(yīng)激，可能會(huì)混淆藥物本身的藥理效應(yīng)。
因此，對(duì)于 CRO 機(jī)構(gòu)而言，采用自動(dòng)化、非接觸式的分析系統(tǒng)不僅提高了效率，更重要的是減少了人為干擾，提升了數(shù)據(jù)的信度。建立標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP），并結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行質(zhì)控，是確保臨床前數(shù)據(jù)能夠順利轉(zhuǎn)化到臨床試驗(yàn)的關(guān)鍵步驟。
給研發(fā)人員的建議
面對(duì)日益精細(xì)化的研發(fā)需求，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為分析不再是簡(jiǎn)單的“跑個(gè)迷宮”。
明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏呛Y選初篩還是機(jī)制驗(yàn)證？前者需要高通量，后者需要高精度。
關(guān)注技術(shù)迭代：留意基于深度學(xué)習(xí)的新一代分析工具，它們可能提供傳統(tǒng)指標(biāo)之外的生物標(biāo)志物。
重視系統(tǒng)驗(yàn)證：在引入新設(shè)備前，務(wù)必使用標(biāo)準(zhǔn)模型藥物進(jìn)行系統(tǒng)性能驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)與歷史文獻(xiàn)可比。
考量長(zhǎng)期支持：選擇有長(zhǎng)期行業(yè)積淀的供應(yīng)商，確保軟件更新與技術(shù)支持的連續(xù)性。
神經(jīng)科學(xué)與新藥研發(fā)的征途充滿未知，但精準(zhǔn)的行為學(xué)評(píng)估無(wú)疑是為這段旅程照亮前路的一盞燈。隨著自動(dòng)化與智能化技術(shù)的深度融合，我們有理由期待，更多有效的 CNS 藥物將通過(guò)這些精密的“行為尺子”被篩選出來(lái)，最終造�；颊�。
關(guān)于吉安得爾（Gene&I）
吉安得爾（Gene&I）深耕生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與新藥研發(fā)裝備領(lǐng)域20年，2006年率先推出國(guó)內(nèi)首批大小鼠血壓、激光多普勒血流、激光散斑血流、動(dòng)物行為分析、精細(xì)行為分析、大小鼠步態(tài)分析等科研設(shè)備，技術(shù)與服務(wù)廣受認(rèn)可，合作覆蓋全國(guó)高校、科研院所及制藥企業(yè)，以專業(yè)實(shí)力持續(xù)助力中國(guó)科研創(chuàng)新。
- 鼠尾血壓測(cè)量?jī)x助力陰虛型高血壓大鼠腸道菌群與相關(guān)代謝產(chǎn)物研究
- 腸道微生物群通過(guò)重塑腸-腦能量代謝緩解抑郁的研究突破
- Nature文獻(xiàn)解讀：代謝警報(bào)素FPP增強(qiáng)體液免疫新機(jī)制的研究
- 動(dòng)物氣管肺霧化給藥器助力科學(xué)家發(fā)表重要應(yīng)用成果
- 文獻(xiàn)解讀：大鼠骨骼肌缺血時(shí)長(zhǎng)與組織血氧飽和度的關(guān)聯(lián)研究
- 常壓高氧暴露對(duì)肥胖型糖尿病大鼠模型葡萄糖代謝的影響研究
- 離心收縮后熱敷與冰敷對(duì)大鼠肌肉痛覺(jué)過(guò)敏及生理代謝的不同影響
- 動(dòng)物精子分析儀在羊繁育中的應(yīng)用研究
- 康森特誠(chéng)邀高校聯(lián)合攻關(guān)26年長(zhǎng)沙市科技重大專項(xiàng)申報(bào)
- 瑞沃德講座預(yù)告：深度解析AD精準(zhǔn)治療研究成果
- 瑞沃德重磅直播，聚焦腫瘤代謝與靶向治療
- 康森特春季招聘：誠(chéng)招技術(shù)營(yíng)銷、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員
- 桂寧（上海）實(shí)驗(yàn)器材有限公司誠(chéng)聘技術(shù)支持工程師
- 聚焦肺部給藥新未來(lái)，慧榮和亮相DDL 2025國(guó)際舞臺(tái)
- 打破常規(guī)：德伯科技推出預(yù)裝型香煙煙霧發(fā)生器CM20C
- 慧榮和亮相中國(guó)毒理學(xué)會(huì)農(nóng)藥毒理學(xué)專委會(huì)成立大會(huì)
Copyright(C) 1998-2026 生物器材網(wǎng) 電話：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com