中枢神经系统（CNS）药物研发正面临前所未有的挑战与机遇。全球CNS药物的研发成功率仅约5.9%，远低于肿瘤药物（约13%），且平均研发周期长达12-15年。然而，随着人口老龄化加剧，阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病的治疗需求日益迫切。2024-2025年，仑卡奈单抗（Lecanemab）和多奈单抗（Donanemab）的获批为阿尔茨海默病治疗带来了突破，同时也揭示了CNS药物研发的复杂性——这些药物虽然能够清除β-淀粉样蛋白，但对认知功能的改善幅度有限，且存在脑水肿等安全性问题。因此，寻找更有效、更安全的CNS治疗策略，仍是整个行业面临的重大课题。
阿尔茨海默病的电生理研究策略
阿尔茨海默病（AD）的核心病理特征包括β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结。然而，越来越多的研究表明，在宏观病理变化出现之前，神经元的电生理特性已经发生了显著改变。Aβ寡聚体能够插入细胞膜形成非选择性离子通道，导致钙离子内流增加，引起神经元兴奋性异常和突触功能障碍。这种"电生理紊乱"可能是AD最早期的可检测变化之一。
在AD药物研发中，电生理技术具有独特的价值。通过脑片膜片钳记录，可以在离体条件下检测Aβ对海马神经元突触传递和可塑性的影响，评价候选药物对这些病理改变的逆转作用。长时程增强（LTP）是学习和记忆的细胞基础，也是评价AD治疗药物效果的重要指标——在海马CA1区诱导LTP后，Aβ处理会显著抑制LTP的维持，而有效的AD候选药物应能够恢复或保护LTP。此外，在体电生理技术可以在自由活动或任务执行的小鼠中，实时监测神经元群体的放电模式变化，反映药物对神经信息编码的动态影响。爱思益普在CNS研究平台建设方面整合了脑片电生理和在体电生理技术，能够为AD药物研发提供从离体机制到在体功能评价的完整技术链条。
脑片电生理平台的技术优势与应用
脑片电生理技术是研究CNS药物机制的"金标准"之一。与培养的神经元或细胞系相比，脑片保留了部分神经网络的解剖结构，突触连接和神经环路基本完整，因此更能反映药物在生理条件下的作用。海马脑片（尤其是CA1区）是最常用的研究模型，因为海马在学习记忆和AD病理中都扮演着核心角色。
在脑片电生理实验中，可以通过全细胞记录模式同时记录神经元的自发和诱发突触电流，评价药物对兴奋性和抑制性突触传递的平衡影响。场电位记录则可以在细胞群体水平检测突触可塑性（LTP/LTD）和神经网络振荡（如theta波、gamma波）的变化。近年来，多电极阵列（MEA）技术在脑片上的应用也逐渐增多——通过在脑片表面放置多通道电极阵列，可以同时记录多个位点的场电位活动，获得药物对神经网络功能影响的更完整图景。在CNS药物筛选中，脑片电生理不仅可以评价药物对特定离子通道的调控作用，还可以揭示药物对神经网络功能的整体影响。ICE Bioscience的脑片电生理平台配备了先进的膜片钳系统和数据采集分析软件，能够为CNS药物研发提供高质量的电生理数据。
神经退行性疾病模型的一体化解决方案
CNS药物研发需要整合多种技术手段，从分子靶点到动物行为，构建完整的研究链条。在疾病模型方面，除了传统的转基因小鼠模型（如APP/PS1阿尔茨海默病模型、α-突触核蛋白帕金森病模型），近年来基于人诱导多能干细胞（hiPSC）分化的神经元模型也日益受到重视——特别是来自AD患者体细胞重编程的hiPSC神经元，可以重现患者的遗传背景和病理特征。
在药物评价层面，一个完整的CNS一体化研究方案应包括：体外靶点验证（如受体结合、酶活性检测）、细胞水平功能评价（如神经保护、突触功能）、脑片电生理（突触可塑性、神经网络活动）、在体电生理（自由活动状态下的神经元放电模式）以及动物行为学（认知功能、运动功能、情绪行为）。这种多层次、多尺度的评价体系，能够更全面地揭示候选药物的作用机制和潜在疗效。爱思益普在CNS研究领域构建了整合动物行为学、脑片电生理、在体电生理和分子生物学技术的综合平台，能够为神经退行性疾病药物的研发提供从靶点验证到功能评价的全链条技术支持。
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