为什么研究人员使用斑马鱼来研究与癌症相关的炎症途径

在科学中，你如何提问往往和你问什么问题一样重要。

斯隆凯特琳癌症纪念中心(MSK)斯隆凯特琳研究所的细胞生物学家Philipp Niethammer博士的实验室，研究炎症的快速作用机制，保护我们的身体免受感染，但如果它们失控，就会造成损害。这些机制也可能在某些癌症的预防和发展中发挥作用。

在博士后研究员马亚楠博士领导的一个项目下，该实验室对一种名为5-oxoETE的炎症脂质特别感兴趣。它很少被研究，因为脂质与oxer1相互作用的受体在大鼠和小鼠中不存在，而大鼠和小鼠占实验室研究中使用的动物的95%左右。

“这意味着这种免疫信号通路的功能不容易用啮齿动物来研究，”马博士说。

因此，实验室转向了一种不太为人所知的研究模型:斑马鱼——一种小鱼科的小型银色淡水鱼。

在这里，马博士分享了更多关于这项研究的信息，该研究发表在细胞的报道2023年1月10日，以及它教给我们关于炎症的知识。

你的研究试图回答什么问题?

我们的实验室专注于这些炎症机制，它们保护我们的器官和体腔的内壁——比如我们的口腔、肺部和胃——免受感染，但如果它们失去控制，就会造成损害。

这种粘膜炎症的有益和有害影响通常是由一种特殊类型的抗菌白细胞(称为中性粒细胞)的快速积累引起的。我们感兴趣的是分子机制引导中性粒细胞在组织中快速积累，并希望最终利用它们进行治疗。

在这项研究中，我们研究了一种尚不为人所知的炎症脂质5-oxoETE的生理作用。它与中性粒细胞表面的受体分子oxer1结合，促进中性粒细胞的迁移和积累。

先前的证据表明，5-oxoETE在过敏反应引起的气道炎症和伤口中性粒细胞反应中发挥作用。但它的核心生理功能一直难以捉摸，所以我们开始更好地了解它们。

虽然OXER1存在于人类和大多数大型哺乳动物中，如猫和猴子，但它在小鼠或大鼠中并不是进化保守的，而小鼠或大鼠是临床前研究最流行的动物模型。然而，鱼类确实有这种受体，因此是一个很好的研究模型。

有趣的是，在某些癌症中，OXER1基因突变似乎会关闭。但要对这是否或如何影响癌症的发展做出可信的预测，我们首先需要更好地了解OXER1在更基本的层面上是如何发挥作用的。所以我们设置了实验来研究它斑马鱼模型．

你的发现是什么?它与癌症的潜在关联是什么?

当我们用铜绿假单胞菌感染斑马鱼的耳朵时，我们发现5-oxoETE和OXER1都开始产生——这一迹象表明，这两种细菌都在帮助斑马鱼对抗感染方面发挥着关键作用。(是的，鱼有耳朵。)

当我们对斑马鱼幼虫进行操作，使其缺乏OXER1的功能性版本时，它们经常死于感染——可能是因为中性粒细胞无法聚集到感染部位。

总之，我们的研究确定5-oxoETE/OXER1途径是一个重要的免疫途径。

由于OXER1在某些类型的肿瘤中失活，它可能在预防某些癌症中发挥作用，这可能与我们在研究中证明的OXER1在炎症和免疫监测中的作用有关。我们将在未来的研究中验证这一想法。

你的发现有什么意义?

确定5-oxoETE/OXER1作为一种重要的免疫途径可能会为我们指明新的治疗方法。

此外，我们的工作强调了斑马鱼作为研究模型的一个重要但很少被重视的优势。仅仅依靠小鼠或大鼠，或任何单一的物种在最坏的情况下，对人类疾病机制做出假设可能会误导或推迟临床前研究。

没有一种动物模型是完美的。他们都有优点和缺点。在生物医学研bob88体育平台登录究中——就像在自然界一样——多样性很重要。在斯隆·凯特林研究所，更广泛地说，在MSK，我们保持着不同物种的广泛组合，以回答不同的研究问题。

尽管人类与鱼类之间的进化距离总体上大于人类与啮齿动物之间的进化距离，但遗传差异的数量并不是均匀分布的。与鱼类相比，啮齿类动物的某些人类生物学特性更加保守，我们的研究强调了相反的情况也可能是正确的。除了OXER1，还有大约150种存在于人类身上的斑马鱼基因，在小鼠或大鼠身上没有明确的对应基因。

换句话说，利用斑马鱼作为阐明人类疾病机制的工具，仍有许多未开发的潜力。