研究显示 "杯中阿尔茨海默氏症 "模型可加速药物开发

十年前，研究人员推出了一种研究阿尔茨海默病的新模型，称为“培养皿中的阿尔茨海默病”。该模型使用悬浮在凝胶中的成熟脑细胞培养物，在短短六周内重现了人类大脑在 10 到 13 年内发生的变化。但这个模型真的能复制患者身上发生的变化吗？在一项新的研究中，麻省总医院布莱根和贝斯以色列女执事医疗中心 (BIDMC) 的科学家开发了一种算法，可以客观评估阿尔茨海默病模型在多大程度上准确地反映患者大脑的功能和基因变化。发表在《神经元》杂志上的研究结果证实了关键的相似之处，证明培养皿中的阿尔茨海默病模型可用于加速新药的评估和开发。

模型有效性的验证

“我们的目标是找到最能准确反映阿尔茨海默病患者大脑活动的最佳模型。我们10年前开发了这个3D模型，现在我们有数据表明它可以加速药物研发，”该研究的共同作者、麻省总医院神经内科的Do Young Kim博士说道。

携手抗击阿尔茨海默病

这项研究是由神经科学和系统科学研究人员合作完成的，旨在改进阿尔茨海默病 (AD) 的治疗方法。几十年来，AD 研究的一个主要问题是小鼠模型的局限性，它们无法复制人类身上发现的淀粉样斑块和其他疾病特征。

“我们面临着一个根本性的挑战：了解哪些模式能够真正捕捉到人类大脑中阿尔茨海默病的复杂性，”该研究的共同作者、BIDMC 的 Winston Hyde 博士说道。“通过将关注点从单个基因转移到生物通路，我们创建了一个系统，它将改变我们药物研发和测试的方式。”

新的算法平台

研究人员开发了一个创新的通路活性分析 (IPAA) 平台，以确定哪些模型最能反映阿尔茨海默症 (AD) 的功能变化，并识别药物开发的关键通路。在研究中，他们鉴定出 83 条在已故阿尔茨海默症患者脑样本和 3D 细胞模型中常见的失调生物通路。

作为概念验证研究的通路之一是p38 MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）。研究人员使用一种此前从未在AD患者中测试过的p38 MAPK抑制剂，在实验室模型中显著减轻了AD的病理变化，凸显了其在临床试验中的潜力。

扩大和加速药物开发

阿尔茨海默氏症“皿中模型”与IPAA算法相结合，使研究人员能够同时测试多种药物。数百种已获批准的药物和天然化合物已接受测试，为临床试验打开了大门。

麦坎斯脑健康中心主任鲁道夫·坦齐博士说：“我们现在拥有的系统不仅可以让我们快速测试新药，还可以预测哪些药物最有效。”

研究的未来

这些进展使医学界距离开发治疗阿尔茨海默病的有效药物并加速其应用于患者更近了一步。结合先进建模技术与算法分析的新方法有望显著推进对抗这一复杂疾病的进程。

该研究发表在《神经元》杂志上。