來自野生小鼠的腸道細(xì)菌可增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室小鼠的健康
研究人員10月19日在Cell雜志上報(bào)告說,給予野生小鼠腸道細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)室小鼠能夠在致命的流感病毒感染中存活,并且比具有自身腸道細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)室小鼠更能對(duì)抗結(jié)腸直腸癌。
從野生的免疫利益小鼠的腸道細(xì)菌可部分解釋在一個(gè)長期存在的問題疾病的研究:為何病實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室小鼠,如疫苗的研究,在人類或其他動(dòng)物轉(zhuǎn)出非常不同。
“我們認(rèn)為,通過恢復(fù)實(shí)驗(yàn)室小鼠的天然'微生物特性',我們將改進(jìn)自由生活哺乳動(dòng)物的復(fù)雜疾病模型,包括人類及其疾病,”該論文的高級(jí)作者,醫(yī)學(xué)博士Barbara Rehermann說。Rehermann是美國國立衛(wèi)生研究院國家糖尿病和消化和腎臟疾病研究所(NIDDK)肝病科免疫科的主任。
“通過如此不同,天然微生物群將幫助我們發(fā)現(xiàn)與自然界相關(guān)且在實(shí)驗(yàn)室中不存在的保護(hù)機(jī)制,”該論文的第一作者,NIDDK博士后研究員Stephan Rosshart博士說。
哺乳動(dòng)物 - 包括人類 - 取決于它們的微生物群,它們?cè)谄潴w內(nèi)和體內(nèi)收集的微生物。進(jìn)化塑造了每種動(dòng)物的微生物群,有利于微生物種群,幫助動(dòng)物在環(huán)境和疾病中生存。但實(shí)驗(yàn)室老鼠不是從田地或地下室采摘的隨機(jī)家鼠。
在嚴(yán)格控制的條件下仔細(xì)繁殖,喂養(yǎng)和飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室小鼠,使每只小鼠具有可預(yù)測的性狀和遺傳。這在基礎(chǔ)生物學(xué)研究中是一個(gè)很大的優(yōu)勢,但創(chuàng)造這種可預(yù)測性意味著受控制的環(huán)境,而不是外部世界的生存壓力,塑造了實(shí)驗(yàn)室小鼠的微生物。
羅斯哈特說:“我們假設(shè)這可能解釋了為什么實(shí)驗(yàn)室老鼠雖然對(duì)于理解基本的生物現(xiàn)象至關(guān)重要,但它們?cè)谀M人類和其他自由生活的哺乳動(dòng)物的復(fù)雜疾病方面的預(yù)測效用受到限制。”
因此,研究人員試圖給實(shí)驗(yàn)室老鼠提供他們失去的東西:一種天生的共同進(jìn)化的野生小鼠腸道微生物群。研究人員從馬里蘭州和哥倫比亞特區(qū)的8個(gè)地點(diǎn)捕獲了800多只野生老鼠,以尋找健康,合適的腸道微生物群捐贈(zèng)候選者。
然后,他們測試并比較了來自多種來源的野生小鼠(Mus musculus domesticus)的腸道微生物組(腸道微生物群的集體基因組)和常見的實(shí)驗(yàn)室小鼠品系,稱為C57BL / 6。研究人員證實(shí),C57BL / 6小鼠具有來自野生小鼠的獨(dú)特腸道微生物群。
研究人員隨后向懷孕的無菌C57BL / 6小鼠介紹(移植)野生小鼠的微生物群。無菌小鼠在無菌環(huán)境中飼養(yǎng),并且沒有自己的微生物組。對(duì)于對(duì)照組的比較,研究人員還將來自常規(guī)C57BL / 6小鼠的微生物群植入另一組懷孕的無菌小鼠中。四代后,小鼠仍攜帶野生微生物組或從他們的前輩傳下來的對(duì)照實(shí)驗(yàn)室微生物組。
當(dāng)暴露于高劑量的流感病毒時(shí),92%的具有野生微生物組的實(shí)驗(yàn)室小鼠存活,而對(duì)照組中只有17%的實(shí)驗(yàn)室小鼠和小鼠存活。在其他實(shí)驗(yàn)中,具有野生微生物組的實(shí)驗(yàn)室小鼠在誘導(dǎo)的結(jié)腸直腸腫瘤面前具有更好的結(jié)果,而其他小鼠具有更多的腫瘤和更嚴(yán)重的疾病。野生微生物群的有益作用與兩種模型中的炎癥減少有關(guān)。
研究人員指出,確定結(jié)果需要更多的工作和評(píng)估,他們希望改進(jìn)和擴(kuò)展在實(shí)驗(yàn)室小鼠中使用天然微生物組的方法。
“我們正計(jì)劃創(chuàng)造自然的一個(gè)完整的指紋微生物菌群,并通過描述的所有組件的潛在跨王國互動(dòng)微生物-例如,病毒和真菌,在平行和不同身體部位,” Rehermann說。
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