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野生小鼠助動物模型結果轉化為人類的結果

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/08/02
研究人員將微生物群從自然界轉移到實驗室世界。圖片來源:美國國立衛生研究院國家糖尿病、消化與腎臟疾病研究所(NIDDK)

美國國立衛生研究院的研究人員開發了一種新的小鼠模型,可以將小鼠研究的轉譯改進為人類健康的進步。科學家們稱之為「野生」的小鼠模型獲得了野生小鼠的微生物和病原體,同時保持了實驗室老鼠的遺傳學,使牠們對研究更有用。在兩項臨床前研究中,野生動物反映了人體免疫反應,而實驗室小鼠未能如此。該研究由美國國立衛生研究院國家糖尿病、消化與腎臟疾病研究所(NIDDK)的科學家領導,今 (2)日在線發表在《科學》雜誌上。

該研究的資深作者,NIDDK肝病科免疫學科主任 Barbara Rehermann博士說:「我們想要創造一種更像在野外發現的老鼠模型,原因是野生小鼠和人類的免疫反應和微生物群,可能以透過與現實世界中不同微生物接觸的類似方式形成。」

微生物群是指數萬億微生物,如細菌、真菌和病毒,它們生活在人體和動物體內,對保持免疫系統健康有著關鍵作用。與在人工環境中飼養的乾淨實驗室小鼠不同,野生小鼠與外界所遇到的微生物發生共生關係。

該研究的主要作者和NIDDK博士後研究員RehermannStephan Rosshart,長期致力於改善人類複雜疾病的動物模型。在2017年,他們領導的研究顯示,將野生小鼠腸道微生物群轉移到實驗室小鼠中,幫助小鼠在其他致命的流感病毒感染中存活,並對抗結腸直腸癌。

在目前的研究中,他們將最常用的實驗室小鼠品系的胚胎,移植到雌性野生小鼠身上進行免疫系統研究,然後雌性野生小鼠生下並培育出野生小鼠。研究人員和他們的合作者比較了野生動物、野生老鼠和實驗室老鼠的微生物群。他們發現野生動物獲得了野生小鼠的微生物和病原體,並且在腸道、皮膚和陰道中存在的細菌微生物,以及存在的真菌和病毒的數量和種類上,與野生小鼠非常相似。

「健康的微生物組不僅對免疫系統很重要,對消化、新陳代謝甚至是大腦都很重要,」最近在NIDDK完成研究並將在德國開設新實驗室的Rosshart說。「野生模型可以幫助我們更好地了解導致疾病的因素,以及可以保護我們免受疾病影響的因素,從而有益於生物醫學研究的許多領域。」

研究人員還測試了野生菌的微生物群的穩定性和恢復力,發現微生物群在五代中保持穩定,能夠抵禦環境挑戰。例如,當小鼠給予抗生素七天時,實驗室小鼠的腸道菌群變化並且沒有恢復,而野生菌的微生物群完全恢復。此外,當餵食小鼠10周高脂肪飲食時,實驗室小鼠的微生物群顯著改變並且從未返回基線。野生動物的微生物群,僅在飲食結束後不久輕微改變並恢復。作者認為,如果廣泛使用該模型,野生植物的穩定性和恢復力,可以提高生物醫學研究的有效性和可重複性。

最後,研究人員測試了野生動物如何預測人類的免疫反應。為此,他們從兩項研究中得出結論,用於靶向免疫反應的藥物,在臨床前試驗中成功治療實驗室小鼠,但因此未能對人類產生治療效果。在目前的研究中,研究人員使用相同的藥物治療野生和實驗室老鼠。野生動物,但不是實驗室老鼠,模仿臨床試驗中看到的人類反應。

NIDDK主任Griffin P. Rodgers醫師表示:「我們一直在努力尋找縮短早期實驗室發現,與人類健康進步之間差距的有效方法,野生模型有可能做到這一點。對於人類來說,野生模型可以帶來“透過幫助預測免疫反應”的重要發現,幫助治療和預防疾病,並最終改善人類健康。」