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帕金森病(Parkinson's disease, PD)是一种常见的神经系统疾病,1817年由英国医生詹姆斯·帕金森(James Parkinson)首次描述和发现,其主要的症状包括肌肉僵硬、静止时的震颤、缓慢的肢体运动以及平衡和协调能力下降等,常见于中老年人。
临床诊断:
除了经典的临床症状以外,神经影像学(如MRI或CT检查等)可以检测出脑部结构的变化,同时,血液或脑脊液样品也可以用于检测帕金森病诊断的生物标志物,如α-突触核蛋白、tau蛋白和α-乙酰胆碱酯酶。
发病机理
帕金森病(PD)的发病机理十分复杂,目前认为帕金森病患者中,大脑中黑质多巴胺能神经元损伤或减少是重要原因。这些神经元的功能是调节肌肉运动,特别是手臂和腿部的运动,当这些神经元受损或减少时,就会引发帕金森病的症状,如僵硬、震颤、运动迟缓等;另外,在帕金森病的大脑中我们还发现了α突触核蛋白的聚集,这种聚集会导致蛋白质沉积并形成帕金森病所特有的球形蛋白质团,称为路易小体;除此之外,炎症和氧化应激也可能参与帕金森病的发病过程,炎症可以导致神经元损伤,并引发PD症状的加重,氧化应激可以导致细胞膜的氧化损伤,从而影响神经元的正常功能。
临床前模型
在PD药物的临床前评价中,目前使用的帕金森病动物模型主要有以下几种:
1. 多巴胺神经元损伤模型:以多巴胺神经元损伤为特征的模型是帕金森病动物模型中最广泛的一类。最常用的方法是使用神经毒性物质,如6-羟基多巴胺(6-OHDA)和MPTP等化学物质,来损伤多巴胺神经元诱导PD模型。
2. α-突触核蛋白(alpha-synuclein)模型:α-突触核蛋白诱导的PD动物模型也被广泛用于PD研究中。α-突触核蛋白是PD患者中常见的蛋白质,α突触核蛋白寡聚体(oligomers)具有神经毒性,能以类似朊病毒的方式扩散致病。前体原纤维,又称PFF,是制作帕金森疾病模型的重要工具,它们可以大大加速α突触核蛋白单体的聚集。通过将α-突触核蛋白转移至动物体内,已经成功地模拟了α-突触核蛋白是否等与帕金森病的特征。
3. 遗传学模型:由于遗传缺陷是PD的原因之一,因此研究人员尝试使用遗传学模型来模拟PD。常用的遗传学模型包括A53T α-突触核蛋白 突变体、Pinky mutant G2019S 突变体和α-synuclein过表达模型。
凯斯艾生物利用6-OHDA诱导建立了大鼠PD模型:
通过单侧纹状体注射6-OHDA,在造模后的第26天和27天,我们进行APO诱导的旋转测试和行为学检测,我们得到了稳定的模型数据。
通过对终点大脑的大体病理解剖和组织病理学检测,我们可以看出,动物单侧纹状体出现了明显的损伤,通过数据分析,可以得到显著性差异。
同时,我们也用MPTP建立了小鼠和非人灵长类的PD模型,在NHP模型中,在MPTP输注后,我们进行了Kurlan’s评分、采食运动行为评分、大体病理、组织病理、免疫组化染色等多种评价,均有显著性的评价窗口。
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数据源于庄永杰博士在新药创始人俱乐部CNS年会的演讲报告
这些帕金森病动物模型为科学家们研究PD的病因、病理生理学和开发新的治疗方法提供了重要的平台,对于帕金森病的治疗和预防有重要意义。
1. 多巴胺替代剂:多巴胺替代剂是帕金森病治疗的首选药物,它们可以进入大脑中黑质,提供多巴胺,补充因神经元损伤而减少的多巴胺。这类药物包括左旋多巴(L-dopa),其为最有效的多巴胺药物。
2. 安妥可啡类药物:安妥可啡类药物,如苯海拉明(Selegiline)和拉克帕明(Rasagiline),通过降低多巴胺的代谢、保护多巴胺神经元和抑制细胞色素c氧化酶,可以减缓病情进展。
3. 抗胆碱药物:抗胆碱药物,如托吡酯(Trihexyphenidyl)和艾托品(Benztropine),可以减轻震颤和肌肉僵硬等症状。
4. 其他药物:如抗抑郁药、抗精神病药和镇静催眠药等,也可用于控制PD患者的痉挛和痛苦。
随着对帕金森病病因和发病机制逐渐的了解,帕金森病药物研发也在不断进行,公开资料显示,目前在研发的帕金森病药物及其研究方向:
1. GLP-1类似物:这类药物被认为可以抑制PD的进展,并促进神经细胞再生。Liraglutide是一种GLP-1类似物,其已被FDA批准用于治疗2型糖尿病,同时也正在进行针对疗法性用处治疗PD的临床实验。
2. 新型多巴胺受体激动剂:新型多巴胺受体激动剂,如Apomorphine的研制也是减缓PD疾病进展的研发方向。这类药物不仅可以增加多巴胺水平,还显示出控制早期帕金森病症状的良好效果。
3. 干细胞治疗:以人类iPSC和ESC治疗方式,近年来成为治疗帕金森病的一个主要研究方向。2018年,日本研究人员成功地将iPSC转化为多巴胺能神经元,并成功地将这些细胞移植到实验动物身上。此后,该团队已开展首例人类临床试验。
4. 基因治疗:包括siRNA, ASO在内的核酸药物和基因编辑技术在内的基因治疗也是帕金森病治疗研发的一个新方向。通过给患者注射增加多巴胺转运体等目标基因的腺病毒载体,或者减少α-Syn聚集的治疗策略,也在如火如荼的进行中。
目前凯斯艾-珂玛麒生物已经建立了服务于CNS领域,脑卒中、帕金森病、阿尔兹海默症、亨廷顿病、抑郁症等多个适应症的服务平台。拥有大小鼠、犬、灵长类等多种属动物的行为学、病理学评价体系,可服务于多种类型治疗药物的研发项目。