7 月 21 日，中国科学院深圳先进院项贤媛副研究员、Helmut Kettenmann 教授团队在 Brain Behavior and Immunity 发表最新研究论文，深入研究小胶质细胞 PMCA2 过表达对动物精细行为的影响。一湾生命科技为该论文提供了 AI 精细行为解析的技术支持。
当小胶质细胞的 “PMCA2” 被精准调控，会给大脑和行为带来怎样的改变？会对行为有害吗？深圳先进院团队的最新研究给出了明确答案：小胶质细胞 PMCA2 过表达虽能降低钙信号，却对小鼠行为毫无不良影响 —— 其日常活动、生存状态与正常小鼠别无二致。更重要的是，这种调控还能在病理状态下发挥保护作用，减轻炎症、抑制脑损伤后异常增殖，甚至减少阿尔茨海默病相关病理改变，为兼顾行为安全与脑保护的研究提供了新方向。
2025 年 7 月 21 日，中国科学院深圳先进院项贤媛副研究员、Helmut Kettenmann教授团队在 Brain Behavior and Immunity 发表了题为“Attenuation of Ca²⁺ signaling by overexpression of PMCA2 affects the microglial response to pathological events”的研究论文，揭示小胶质细胞 PMCA2 过表达降低 Ca²⁺信号，不影响小鼠生存与行为，却能减轻炎症、抑制急性脑损伤后增殖，并减少阿尔茨海默病模型的病理改变。在这项研究中，一湾生命科技 (BAYONE) 提供了自主研发的 BehaviorAtlas 3D-AI 动物行为分析系统技术支持，助力解析小鼠的精细行为变化，为揭示 PMCA2 过表达对小鼠的影响提供了关键的行为窗口。
研究目的与背景
为研究小胶质细胞中 PMCA2 过表达导致的钙信号减弱是否影响动物存活或行为。据文献报道，在星形胶质细胞中过表达 PMCA2 导致 92% 的小鼠在他莫昔芬给药后七天内过早死亡。该研究对 CalEx 小鼠（该模型在他莫昔芬治疗后在表达 Cx3cr1 的细胞中过表达 PMCA2）和对照小鼠进行了一系列行为学测试。
生存与体重监测
为确定小胶质细胞特异性 PMCA2 过表达是否同样影响存活，在注射他莫昔芬后监测了小鼠体重两个月。所有 CalEx 动物在整个观察期内均存活，体重稳步增加，与对照组相似（图 A）。这表明，小胶质细胞中的 PMCA2 过表达并未损害存活或体重，这与星形胶质细胞 PMCA2 过表达观察到的有害效应不同。
旷场实验评估运动与焦虑行为
星形胶质细胞中表达 PMCA2 会损害健康，包括动物活动减少、毛发凌乱和弓背姿势。此外，在纹状体星形胶质细胞过表达 PMCA2 的小鼠中观察到增加的重复性自我梳理行为。为确定小胶质细胞中 PMCA2 过表达是否导致行为改变，在诱导 PMCA2 表达四周后进行了旷场实验和基于 3D 运动学习框架的自发行为图谱分析。旷场实验显示，CalEx 小鼠与对照组在总移动距离或平均速度方面无差异（图 B-D）。与焦虑相关的参数，包括进入中心区域的次数和在中心区域停留的时间，组间无差异（图 E，F）。上述结果表明，小胶质细胞 PMCA2 过表达既不损害运动能力，也不诱导焦虑样行为。
3D 自发行为图谱分析
为更全面地评估自发行为，该研究应用了 3D 运动行为框架来绘制动物的自发行为图谱。将自由活动的小鼠在行为测试箱中录像 15 分钟，并使用骨骼重建和专业软件分析行为模式（图 G）。
与旷场实验结果一致，CalEx 小鼠与对照小鼠相比，基于运动轨迹计算的逐帧移动距离、平均速度或中心活动指数均未观察到差异（补充图 A-D）。随后，采用专业分析软件对动物的姿态特征进行自动化提取与分析，通过无监督聚类算法将其划分为 40 种独特的行为亚型（补充图 E）。
该研究将40种行为亚型，人为定义并归类为 11 个动作，包括嗅地行走、左转、小跑、伸展攀爬、行走嗅探、嗅探、奔跑、站立、抬头向前移动、弓背、理毛）。所有 11 个已识别的行为动作（包括梳理行为）所占的时间比例，在对照组和 CalEx 动物之间相似（图 H）。
小胶质细胞 PMCA2 过表达对动物行为无显著影响
综上，本研究结果表明，小胶质细胞特异性 PMCA2 过表达对动物的存活状态、运动功能及自发行为均无显著影响，此效应与星形胶质细胞中 PMCA2 过表达所导致的有害表型不同。
本研究论文应用了一湾生命科技(BAYONE)自主研发的 3D-AI 小鼠行为分析系统，解析小鼠的精细行为变化，为揭示 PMCA2 过表达对小鼠的影响提供了关键的行为窗口。一湾生命科技致力于通过 AI 技术，为脑科学及脑疾病研究等领域提供新一代更高效、更精准的仪器、软件、服务和标准。一湾生命科技专注于推动 AI 精细行为学技术在神经疾病模型的研究中发现新的生物标志物、表型鉴定及愈后评估等方面的应用。如果您对这一技术感兴趣，欢迎了解更多关于 BehaviorAtlas 3D-AI 动物行为分析系统 的信息！
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参考文献：
Zeng F, Tiwari S, Chok A, Zhou Y, Zhao Y, Chen X, Hao Y, Zhu K, Kettenmann H, Xiang X. Attenuation of Ca²⁺ signaling by overexpression of PMCA2 affects the microglial response to pathological events. Brain, behavior, and immunity. 2025 Jul 21;129:857-873. doi:10.1016/j.bbi.2025.07.013.