让开,老鼠:毛毛虫可以取代一些哺乳动物来研究人类疾病

让开,老鼠:毛毛虫可以取代一些哺乳动物来研究人类疾病
烟草角虫幼虫(Manduca sexta)。资料来源:弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所安东·温德菲尔德博士

几十年来,大鼠和小鼠一直是生物医学研究的支柱,包括了解癌症和开拓新疗法的研究。ob欧宝直播nba

新的药物化合物在被批准用于人体临床试验之前,会在动物模型中进行安全性和有效性测试。

但是美国大学的科学家比如纪念斯隆·凯特琳癌症中心的斯隆·凯特琳研究所正在努力开发非哺乳动物替代品,以减少用于癌症治疗的啮齿动物数量——这本身就是一个积极的结果,而且还可以降低成本,加速取得成果。

放射学家和核医学医生Jan Grimm,医学博士,最近共同撰写了一篇自然通讯来自德国和瑞士几所大学的合作者的论文证明了可以作为啮齿动物模型的替代品来研究肠道炎症——结肠直肠癌的危险因素。

在这里,格林博士讨论了这项研究及其意义。

为什么毛毛虫?

我们的研究使用了烟草角虫(Manduca sexta)的幼虫,因为它们与人类肠道结构和生理有着高度的相似性——科学家们称之为高度的进化守恒。

烟草角虫幼虫足够大,可以用用于人类患者的相同仪器成像。

毛毛虫基本上就是一个长肠,所以它们是很好的研究模型

让开,老鼠:毛毛虫可以取代一些哺乳动物来研究人类疾病
MRI扫描仪中的烟草角虫毛虫(Manduca sexta)。图源:Anton Windfelder,弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所

由于大约75%的已知人类致病基因在昆虫中都有对应的基因,这些模型可能有助于未来其他疾病的临床前研究,包括癌症、糖尿病、神经退行性疾病和感染。

研究中使用的线虫是一种蛔虫,长度和订书钉差不多,而烟草角虫(实际上是毛毛虫)和成年人的手指差不多大。所以它们足够大,可以用于医学成像扫描,比如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)。你可以很容易地看到肠内的炎症。

与传统的哺乳动物模型相比,毛毛虫还有哪些其他优势?

每个人都想减少用于研究的动物——尤其是哺乳动物——的数量,用替代品取代它们,并改进它们的使用,以限制它们所经历的痛苦。科学家称之为3r。

因此,围绕着在研究和护理中使用动物,已经制定了许多标准和政策。在小鼠模型上开始一项新实验,甚至只是尝试另一种药物组合,都可能需要几个月的时间才能将其添加到方案中并获得批准。

因为毛毛虫是无脊椎动物,所以管理负担较小。人们可以设计实验,然后进行实验,大大加快了研究的速度。毛毛虫在有机玻璃容器里很开心,里面有一些新鲜树叶和湿纸巾。这使我们能够很快地检验新的假设。

此外,与无脊椎动物相比,哺乳动物生长缓慢,饲养成本昂贵。所以这些实验可以以更低的成本完成。

这次合作是如何开始的?

我看到这篇论文的主要作者,来自德国吉森Fraunhofer分子生物学和应用生态学研究所的生物学家Anton Windfelder博士,在北美放射学会的一次会议上就这个话题发表了演讲。在他的演讲结束后,我问了他几个问题,然后与他见面。我认为这是一个非常令人兴奋的想法和合作的机会。

然后,就在COVID-19爆发之前,温德菲尔德博士来纽约访问,我们开始合作。他教我们如何对付毛毛虫,如何喂养它们,如何用细菌混合物诱发炎症。我们提供了使用我们的成像资源和分析。剩下的都是历史了,现在出版了一篇不错的文章。

更多信息:Anton G. Windfelder等人,毛虫高通量筛选作为研究宿主-微生物相互作用和肠道免疫的平台,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 34865 - 7

期刊信息: 自然通讯

引用:让开,老鼠:在人类疾病的研究中,毛毛虫可以取代一些哺乳动物(2023,1月12日),检索自2023年1月14日//www.puressens.com/news/2023-01-mice-caterpillars-mammals-human-disease.html
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