近日,一项发表于 bioRxiv 的重要研究揭示,帕金森治疗药物金刚烷胺(amantadine)和左旋多巴(levodopa)成功挽救了 JIP3 基因敲除斑马鱼的运动功能缺陷。该研究为 MAPK8IP3 相关神经发育障碍的治疗提供了全新方向,而 PhylumTech 公司的 WMicrotracker ONE 系统在其中发挥了关键的技术支撑作用,其精准高效的运动表型分析能力成为研究突破的重要助力。

MAPK8IP3 相关神经发育障碍是由 MAPK8IP3 基因新发突变引发的罕见疾病谱系,该基因编码的 JIP3 蛋白对神经元胞体与突触终端间的蛋白和细胞器轴突运输至关重要,直接影响大脑正常发育与功能。为探索该疾病的病理机制及潜在治疗方案,研究团队构建了 JIP3 基因敲除斑马鱼模型,并借助 PhylumTech WMicrotracker ONE 系统开展了全面的运动表型分析。

PhylumTech WMicrotracker ONE 系统是本次研究中运动行为检测的核心工具。该系统具备高通量检测能力,可同时对 96 条斑马鱼幼鱼进行同步评估,极大提升了实验效率。其工作原理基于光束信号感应技术,将运动活动定义为光束信号变化超过 3% 的事件,通过在 2 小时内每 30 分钟采集一次数据并取平均值,精准计算斑马鱼的平均总运动活性。实验过程中,研究人员将受精后 2 小时内的斑马鱼胚胎置于含 E3 溶液的培养皿中,在 28°C 环境下培养至 6 天龄,随后利用该系统在斑马鱼光照周期内完成检测,确保了数据的稳定性与可靠性。

研究结果显示,JIP3 基因敲除斑马鱼幼鱼的平均运动活性较野生型显著降低(p < 0.0001),而杂合子与敲除型斑马鱼的运动能力无明显差异,证实 JIP3 蛋白缺失会导致严重的运动功能缺陷。在后续药物筛选中,研究团队基于临床专家经验及人工智能工具 mediKanren 筛选出 FDA 批准的候选药物,通过 WMicrotracker ONE 系统的精准检测,证实金刚烷胺和左旋多巴在受精后立即给药,可有效挽救 JIP3 基因敲除斑马鱼的运动活性,且对野生型斑马鱼的运动功能无显著不良影响。
值得关注的是,PhylumTech WMicrotracker ONE 系统的数据采集与分析流程高度适配研究需求。系统生成的数据经 GraphPad Prism 软件分析,结合单因素方差分析(1-way ANOVAs)与多重比较检验等统计方法,为药物疗效评估提供了坚实的量化依据。其对微量运动变化的高灵敏度检测,确保了药物作用效果的精准捕捉,为筛选潜在治疗药物提供了可靠的技术保障。
该研究的主导者之一 Camerron M. Crowder 博士表示:“PhylumTech WMicrotracker ONE 系统的高通量与高精度特性,让我们能够高效完成大规模斑马鱼运动表型筛选,大幅缩短了药物验证周期。这一技术突破不仅推动了本次研究的进展,更为罕见神经发育障碍的药物研发提供了新的技术路径。”
PhylumTech 作为专注于生命科学研究工具研发的企业,其 WMicrotracker ONE 系统凭借在模式生物运动行为分析中的卓越表现,已成为神经科学、药物筛选等领域的重要研究助手。此次研究成果进一步验证了该设备在罕见病机制研究与治疗方案探索中的核心价值,为相关领域的科研工作者提供了强有力的技术支持。
未来,随着该系统在更多疾病模型研究中的应用,有望加速更多罕见病治疗药物的研发进程,为全球罕见病患者带来新的治疗希望。而本次研究中发现的金刚烷胺和左旋多巴的潜在治疗价值,也将为 MAPK8IP3 相关神经发育障碍的临床干预提供重要参考。
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