The Foundation of Life Science
人類が生命の神秘を探求する上で、あらゆるブレークスルーは動物実験と切り離せません。
1897年、ロシアの科学者Pavlovは、犬の実験に基づいて「古典的条件反射」の原理を明らかにし、高度な神経活動の理論を確立しました。1910年、アメリカの科学者Morganのミバエの交配実験により、人類に遺伝学の扉が開かれました。Covid-19の大流行が続く中、関連ワクチンの研究開発には、人間の近縁種であるマカクも大きく関わっています。
統計によると、ノーベル生理学・医学賞の3分の2は動物実験に基づいています。
動物脳研究は、人間の脳の謎を解明し、脳の発達や老化のメカニズム、さらには生命の起源や進化を理解するのに役立ちます。同時に、アルツハイマー病、自閉症、うつ病などの脳疾患の背後にあるメカニズムを探るための全く新しい「ロードマップ」を開き、新しい介入方法や治療法を開発するためのより多くの参考となる手がかりを提供することができるのです。
The Macaques in Whopping Price
The Macaques in Whopping Price
脳研究に最も適した動物モデルは、ヒトとの遺伝的類似度が97.5％というマカクです。マカクから得られた研究結果は、非常に効率よくヒトに転用することができます。マカクを用いた脳アトラスや脳疾患モデルの構築は、基礎と臨床の研究を結びつけるために不可欠な方法であると言えます。
マカクの一種であるカニクイザルは、繁殖速度が速く、サイズが小さく、薬の投与量も少ないため、科学研究に最もよく利用されています。しかし、世界的に新ワクチンや新薬の研究開発が加速していることから、実験用カニクイザルの需要が爆発的に増加し、供給不足と価格上昇を招いています。2020年には、カニクイザル1頭が6万5,000円という高値で取引される可能性もあります。
マカクの希少性と価格の高さに制約され、カニクイザルの大規模な個体群の単一疾患モデルを確立することがかなり困難となりました。そのため、従来の「症例対照」実験研究のサポートが難しくなり、以下の研究に大きな支障をきたしています。
Standardized Model
Kunming Institute of Zoologyの特別客員研究員、脳科学・知能工学研究センター主任研究員のWang Zheng氏らのチームは、数理統計学における標準化モデル研究法を導入しました。カニクイザルの脳アトラスの標準化モデルを1つだけ開発し、それを参照にすることで、大規模な健康集団におけるカニクイザル疾患モデルの個々の異質性を検出することが可能になります。
このように、少数のカニクイザルを用いるだけで、疾患モデルを効率的に評価・研究できるため、研究過程におけるモデル動物の犠牲が大幅に削減されます。
標準化されたカニクイザルのモデルを構築するためには、健康な野生型カニクイザルのMRIによる脳データを大量に入手する必要があります。そこで、Kunming Institute of Zoology of the Chinese Academy of Sciencesとユナイテッド イメージング ヘルスケアは、マカク頭部定位ロケーターと専用の12チャンネル画像コイルを共同開発しました。このコイルは、研究用コイルのギャップを埋め、マカク頭部の構造に適応し、画像精度を顕著に向上させることができます。Kunming Institute of Zoologyは、ユナイテッド イメージングの高性能3T uMR 790などの装置をもとに、2～9歳の健康なカニクイザル162匹の高解像度MRIデータを収集し、そのデータを用いてカニクイザルの脳アトラスを作図しました。そして、標準化モデルを確立しています。
発表以来、 Massachu-setts Institute of Technology、Max Planck Institute、Kunming University of Technology、 Shanghai University of Science and Technology、 the Second Xiangya Hospital of Central South University、The characteristic medical centers of the PLA Strategic Support Forceなど、さまざまな研究チームにカニクイザルの標準脳アトラステンプレートデータが無償で提供されています。これらのデータは、ヒトの主要な脳疾患のメカニズムの研究、薬物治療の新しいターゲットの探索、新しい神経介入技術の開発などに広く利用されています。
出典： Lv Q, Yan M, Shen X, et al. Normative Analysis of Individual Brain Differences Based on a Population MRI-Based Atlas of Cynomolgus Macaques[J]. Cerebral Cortex, 2020(Suppl 1).
発表以来、 Massachu-setts Institute of Technology、Max Planck Institute、Kunming University of Technology、 Shanghai University of Science and Technology、 the Second Xiangya Hospital of Central South University、The characteristic medical centers of the PLA Strategic Support Forceなど、さまざまな研究チームにカニクイザルの標準脳アトラステンプレートデータが無償で提供されています。これらのデータは、ヒトの主要な脳疾患のメカニズムの研究、薬物治療の新しいターゲットの探索、新しい神経介入技術の開発などに広く利用されています。
出典： Lv Q, Yan M, Shen X, et al. Normative Analysis of Individual Brain Differences Based on a Population MRI-Based Atlas of Cynomolgus Macaques[J]. Cerebral Cortex, 2020(Suppl 1).