毛毛虫可以在人类疾病研究中取代一些哺乳动物

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。

新药物化合物在批准用于人体临床试验之前，先在动物模型中测试其安全性和有效性。

但纪念斯隆凯特琳癌症中心斯隆凯特琳研究所等研究机构的科学家们正在努力开发非哺乳动物替代品，以减少生物医学研究中使用的啮齿动物数量——这本身就是一个积极的结果，而且还可以降低成本并加速结果.

放射学家和核医学医师 Jan Grimm，医学博士，博士，最近与德国和瑞士几所大学的合作者共同撰写了一篇Nature Communications论文，证明毛毛虫可以作为啮齿动物模型的替代品来研究肠道炎症——a发生结直肠癌的危险因素。

在这里，Grimm 博士讨论了这项研究及其意义。

为什么是毛毛虫?

我们的研究使用了烟草天蛾 (Manduca sexta) 的幼虫，因为它们与人类肠道结构和生理学具有高度相似性——科学家称之为高度进化保守性。

烟草角虫毛虫足够大，可以使用用于人类患者的相同仪器进行成像。

毛毛虫基本上只有一根长肠，因此它们是研究炎症性肠病的绝佳模型。

由于大约 75% 的已知人类致病基因在昆虫中有对应物，因此这些模型可能有助于未来对其他疾病(包括癌症、糖尿病、神经退化和感染)的临床前研究。

与线虫不同，线虫是研究中使用的大约一根主食长度的蛔虫，而烟草角虫——实际上是毛虫——大约有成人手指那么大。因此它们足够大，可以用于医学成像扫描，例如计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI) 和正电子发射断层扫描 (PET) 扫描。您可以很容易地看到肠道中的炎症。

与传统的哺乳动物模型相比，毛毛虫还有哪些其他优势?

每个人都想减少研究中使用的动物——尤其是哺乳动物——的数量，用替代品取而代之，并改进它们的使用以限制它们经历的痛苦程度。科学家称其为三个 Rs。

因此，围绕在研究中使用动物及其护理制定了许多标准和政策。在小鼠模型中开始一项新实验，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。

由于毛毛虫是无脊椎动物，因此管理负担较小。人们可以只设计实验然后进行实验，从而显着加快研究速度。毛毛虫在装有一些新鲜叶子和湿纸巾的有机玻璃容器中很开心。这使我们能够非常迅速地检验新的假设。

此外，与无脊椎动物相比，哺乳动物的生长速度非常缓慢，饲养成本也很高。所以这些实验可以以更少的成本完成。

这种合作是如何开始的?

我看到该论文的主要作者、德国吉森弗劳恩霍夫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会议上就该主题发表了演讲。演讲结束后我问了他几个问题，然后与他会面。我认为这是一个非常令人兴奋的想法和合作机会。

然后，就在 COVID-19 爆发之前，Windfelder 博士来纽约访问，我们开始一起工作。他教我们如何处理毛毛虫，如何喂养它们，如何用细菌混合物诱发炎症。我们提供了我们的成像资源和分析的使用。其余的都是历史，现在是一本不错的出版物。