Картографиране на мозъците на скъпи макаци
Въз основа на 3.0T MR, персонализиран локатор и намотка на мозъка на маймуна, Институтът по зоология на Кунминг, Китайската академия на науките изработи стандартизиран модел на голям мозъчен атлас на маймуна cynomolgus, отваряйки безкрайни възможности за изследване на основни заболявания в областта на мозъка наука.
Фондацията на науката за живота
Всеки пробив в човешкото изследване на мистериите на живота е неделим от изследването върху животни.
През 1897 г. руският учен Павлов разкрива принципа на „класическия условен рефлекс“ въз основа на своя експеримент с кучета и установява теорията за напредналата невронна активност. През 1910 г. експериментът на американския учен Морган с хибридизация на плодова муха отваря вратата на генетиката пред човечеството. Тъй като пандемията от Covid-19 бушува, изследванията и разработването на съответните ваксини също до голяма степен зависят от макаците, които са близки роднини на хората…
Статистиката показва, че > 2/3 от Нобеловите награди за физиология или медицина се основават на изследвания върху животни.
Изследванията на мозъка на животни могат да ни помогнат да изследваме по-добре мистериите на човешкия мозък, да разберем механизмите на развитие и стареене на мозъка, както и произхода и еволюцията на живота. В същото време може също така да отвори изцяло нова „пътна карта“ за изследване на механизмите зад такива мозъчни заболявания като болестта на Алцхаймер, аутизъм и депресия и да предостави повече справочни улики за разработване на нови методи за интервенция и терапии.
Макаците на огромна цена
Най-идеалният животински модел за изследване на мозъка е макакът, който има генетично сходство от 97,5% с хората. Резултатите от изследванията, получени от макаци, могат много ефективно да бъдат заимствани от хората. Може да се каже, че използването на макаци за създаване на мозъчен атлас и модели на мозъчни заболявания е основен метод за свързване на основните и клиничните изследвания.
Като един вид макаци, макаците Cynomolgus се използват най-често в научните изследвания заради по-бързата им скорост на възпроизвеждане, малкия размер и ниската им доза. Въпреки това, ускоряващата се научноизследователска и развойна дейност на нови ваксини и нови лекарства в световен мащаб доведе до експлозивен ръст на търсенето на експериментални cynomolgus макаци, което доведе до недостиг на доставки и покачване на цените. През 2020 г. един cynomolgus макак може да струва до 65 000 йени. За определен период от време се превърна в национален стратегически резервен материал.
Ограничено от недостига и огромната цена на cynomolgus macaques, е доста трудно да се установи един модел на болестта на голяма популация cynomolgus macaque. Това прави по-трудно поддържането на традиционните експериментални изследвания „случай-контрол“, като по този начин значително възпрепятства следващите изследвания.
Стандартизиран модел
Уанг Джън, изтъкнат гост-изследовател в Института по зоология в Кунминг и старши изследовател в Центъра за върхови постижения и иновации за наука за мозъка и интелигентни технологии, и неговият екип въведоха метода за изследване на стандартизирания модел в математическата статистика. Чрез разработването само на един стандартизиран модел на атлас на мозъка на cynomolgus макак и използването му като референтен, ще бъде възможно да се открие хетерогенността на индивидуалния модел на болестта на cynomolgus макак в голяма здрава популация.
По този начин са необходими само малък брой макаци Cynomolgus за ефективна оценка и изследване на модели на болести, като по този начин значително се намалява жертвоприношението на моделни животни в изследователския процес.
За да изградят стандартизиран модел на макаци Cynomolgus, изследователите трябва да получат голямо количество базирани на ЯМР мозъчни данни на здрави диви макаци. Затова Институтът по зоология Кунминг на Китайската академия на науките и United Imaging Healthcare съвместно разработиха стереотактичен локатор за глава на макак и специална 12-канална намотка за изображения, която запълва празнината в бобините за изследователска употреба и може да се адаптира по-добре към главата на макак структура и значително подобряват точността на изображенията. Въз основа на високопроизводителния 3T uMR 790 на United Imaging и друго оборудване, Институтът по зоология в Кунминг е събрал данни с ЯМР с висока разделителна способност от 162 здрави cynomolgus макаци на възраст 2-9 години и е използвал данните, за да начертае мозъчния атлас на cynomolgus macaques и установи стандартизиран модел.
След публикуването им стандартните данни за мозъчен атлас на шаблона на cynomolgus макаци са предоставени безплатно за различни изследователски екипи в Масачузетския технологичен институт, Института Макс Планк, Технологичния университет Кунминг, Шанхайския университет за наука и технологии, Втората Xiangya Болница на Централния южен университет и характерните медицински центрове на силите за стратегическа поддръжка на PLA. Тези данни са широко използвани за изследване на механизмите на основните заболявания на човешкия мозък, изследване на нови цели за лечение на наркотици и разработване на нови технологии за невронна интервенция.
Източник: Lv Q, Yan M, Shen X, et al. Нормативен анализ на индивидуалните мозъчни разлики, базиран на популационен MRI-базиран атлас на Cynomolgus Macaques [J]. Церебрална кора, 2020 (Допълнение 1).