帕金森病药物和干细胞治疗临床前动物实验模型选择指南(2025·浦灵生物)
2025/11/24

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帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是神经退行性疾病领域中最具挑战性的研发方向之一,尤其是针对疾病修饰性药物、细胞治疗和先进生物制品。2025 年,中国研究型医院学会专家发布了最新《帕金森病药物和干细胞治疗临床前动物实验模型选择指南》。本文基于指南内容,系统梳理 MPTP 与 6-OHDA 模型差异、转基因模型的适用场景、非人灵长类(NHP)在细胞治疗评估中的关键地位,以及未来模型技术方向。
浦灵生物(Prisys Biotech)长期专注 非人灵长类的药效学研究,在 PD 药物、细胞治疗及 CNS 研究中积累了大量的动物建模与定量分析经验。


01 经典神经毒素模型:MPTP 与 6-OHDA 如何选择?

神经毒素诱导模型因操作成熟、成本可控,是药物筛选与机制研究的基础工具。其中,MPTP6-OHDA 是最典型的“双雄”。

● MPTP 模型(小鼠/猴)

机制: MPTP 在体内转化为 MPP⁺,选择性抑制线粒体复合物 I,导致多巴胺神经元损伤。
适用场景:

  • 运动障碍研究

  • 氧化应激与线粒体损伤

  • 药物快速初筛

模型类别:

  • 急性模型: 单次高剂量给药,症状出现快,但神经功能易部分恢复

  • 慢性模型: 小剂量多次给药,更能模拟渐进性神经退行

局限性:

  • 不易形成典型路易小体

  • 小鼠模型存在自发恢复现象

● 6-OHDA 模型(大鼠)

机制: 单侧立体定位注射 6-OHDA,通过阿扑吗啡诱导的转圈行为评估损伤程度。
适用场景:

  • 干细胞移植疗效

  • 深部脑刺激(DBS)研究

优势:

  • 行为学量化清晰

  • 手术技术成熟

局限性:

  • 不伴随 α-突触核蛋白聚集

  • 不能完整模拟慢性进展性病程


02 机制研究利器:转基因模型的作用与边界

当研究聚焦遗传病因或特定病理通路时,转基因模型具有不可替代的优势。

● α-突触核蛋白(SNCA)模型

  • 通过过表达突变型(如 A53T)重建蛋白聚集与路易小体样病变

  • 适用于家族性 PD 机制、蛋白聚集抑制剂及细胞移植修复研究

● Parkin / DJ-1 敲除模型

  • 模拟线粒体自噬缺陷和氧化应激损伤

  • 多巴胺神经元损失较轻,但伴随明显的非运动症状(如认知功能下降)

尽管上述模型适合机制研究,但临床转化能力有限,难以用于评价细胞治疗、基因治疗等需要长时间观察的干预手段。



03 非人灵长类(NHP):细胞治疗与高级生物制品的“金标准”

非人灵长类(如恒河猴、食蟹猴)在解剖结构、神经环路与认知行为方面与人类高度相似,是细胞治疗、病毒载体基因治疗、蛋白药物等的 关键临床前模型
因此,全球范围内,NHP 被普遍视作 PD 转化研究的 金标准物种

● 慢性 MPTP 造模(推荐)

剂量建议:0.2–0.5 mg/kg/周,持续多周
特点:

  • 更接近人类疾病的渐进性

  • 能建立稳定且可长期追踪的运动、认知功能缺陷

● 多维度评估体系

  • Kurlan 评分体系:评估震颤、僵直、步态等症状

  • 精细运动测试(如孔板取食):观察上肢灵活性

  • 认知任务(如延迟反应任务):检测执行功能

  • 影像学支持(可选):PET/SPECT/MRI 用于观察细胞存活、神经环路改变

在浦灵生物,这些传统指标已与 AI 驱动的非人灵长类行为定量分析系统融合,可实现更客观、连续、高时间分辨率的运动与认知行为分析。



04 行为学评估:构建可重复、可量化的 PD 功能学体系

指南推荐采用多维行为学指标形成“组合拳”式评估体系:

测试类型研究维度关键指标
爬杆试验灵活性、协调性转身/爬下时间
转棒实验运动协调性跌落潜伏期
步态分析步幅/步宽变化步宽增大、步长缩短
阿扑吗啡诱导转圈不对称损伤>7 圈/分钟

这些指标对于评估细胞存活、整合程度以及功能恢复极为关键。



05 专家决策树:按研究目的选择最合适的动物模型

指南提出了针对不同研发阶段的模型选择建议:

● 药物早期筛选(药效/机制验证)

首选:MPTP 小鼠或 6-OHDA 大鼠
目标:快速判断药效、建立 PK/PD 关系

● 干细胞治疗 / 高级生物制品

首选:慢性 MPTP 非人灵长类模型
优势:可进行长期观察、功能恢复评估与安全性监测

● 机制研究

  • 遗传机制:SNCA 转基因模型

  • 线粒体损伤:鱼藤酮模型

  • 多因素模型:基因编辑 + 神经毒素(如 α-synuclein 小鼠 + MPTP)


06 未来方向:突破传统模型的技术趋势

指南同时指出,未来 PD 研究需要跨物种、跨技术的综合模型体系:

● iPSC 多巴胺神经元模型

用于患者来源的个性化筛药。

● 类器官-动物嵌合模型

将人源神经类器官植入动物脑内,研究在体集成与功能重建。

● 复合模型体系

结合传统 NHP 模型、人类来源细胞和先进影像学,实现更接近临床病程的研究平台。



结语

随着细胞治疗、基因治疗及复杂生物制品的持续发展,选择科学、可转化、可量化的帕金森病动物模型比以往任何时候都更重要。非人灵长类因其高度临床相关性,已成为先进疗法研发中的核心工具。

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