파라비오증

Parabiosis
동명의 국토안보부 에피소드는 파라비오시스(홈랜드)를 참조한다.

'옆에 산다'는 뜻의 파라비오(Parabiosis)는 생리학을 연구하는 실험실 기법이다.그것은 외과적으로 결합된 두 생물체를 결합하여 하나의 공유 생리학적 체계를 개발한다.파라비오증은 비만, 생물학적 노화, 줄기세포 연구, 조직 재생, 당뇨병, 장기 이식, 종양 생물학, 내분비학과 같은 분야의 연구에 사용된다.[1]null

그것은 또한 집단에 있는 개별종 개미의 공동 생태계를 묘사할 수 있다.null

생리학

파라비오 실험

왼쪽: 머리가 없는 체크로피아 나방이 폴리페무스 누에의 번데기와 결합했다.오른쪽: 체크로피아 나방의 복부는 체크로피아 번데기와 결합한다.

파라비오증은 외과적으로 결합된 두 생물체를 결합하여 하나의 공유 생리학적 체계를 발달시킨다.[2][3]연구원들은 한 동물의 피드백 시스템이 혈액과 혈장 교환을 통해 두 번째 동물에게 순환되고 영향을 미친다는 것을 증명할 수 있다.null

파라비오 실험은 1800년대 중반 폴 버트에 의해 개척되었다.그는 외과적으로 연결된 동물들이 순환계를 공유할 수 있다고 가정했다.버트는 그의 발견으로 1866년 프랑스 과학 아카데미의 실험 생리학 상을 받았다.[1]null

실험의 한 가지 제한은 다른 쥐의 혈액 공급의 도취로 인해 짝을 크게 잃을 수 있기 때문에 다른 쥐를 사용할 수 없다는 것이다.[4]null

렙틴의 발견과 비만에서 시상하부의 역할

1950년 이후 많은 파라비오 실험은 신진대사에 관한 연구를 포함한다.이러한 실험들 중 하나는 1959년 G. R. Hervey에 의해 생리학 저널에 발표되었다.이 실험은 시상하부, 특히 심뇌 시상하부의 손상이 음식의 과소비로 인한 비만으로 이어진다는 이론을 뒷받침했다.이 연구의 쥐들은 여러 해 동안 폐쇄된 서식지였던 같은 쓰레기에서 왔다.각각의 쌍에 있는 두 마리의 쥐는 무게의 차이가 3%를 넘지 않았다.생후 4주가 되었을 때 쥐가 짝을 지었다.수리되지 않은 쥐는 조정기로 사용되었다.그 쥐들은 세 가지 방법으로 결합되었다.초기 실험에서 복막의 충치가 열려 두 쥐 사이에 연결되었다.이후 실험에서는 두 쥐의 내장이 엉킬 위험을 피하기 위해 더 작은 칼집을 냈다.실험 절차를 더욱 정교하게 다듬은 후에도 복부 충치는 열리지 않았고 쥐들은 최소한의 절단으로 엉덩이 뼈에 결합되었다.두 동물이 피를 나눈다는 것을 증명하기 위해 연구원들은 한 쥐의 정맥에 염료를 주입했고, 그 색소는 결합한 쥐에 나타나곤 했다.null

각각의 쌍에서, 한 마리의 쥐는 비만이 되었고 과포화증을 보였다.수술 병변을 가진 쥐의 무게는 몇 달 동안 급격히 상승했다가 수술의 직접적인 결과로 고원에 도달했다.시술 후 시상하부에 장애가 있는 쥐는 쌍둥이의 식욕이 떨어지는 동안 열렬히 먹었다.짝을 이룬 쥐는 실험 내내 분명히 말랐고, 심지어 음식을 제공받았을 때도 거절했다.[5][6]null

이후 연구들은 이 포만성 요인을 아디포스 유래 호르몬 렙틴으로 확인했다.많은 호르몬과 대사물이 실험에서 한 마리의 쥐를 굶게 한 포만성 요인이 아니라는 것이 증명되었다.렙틴은 유력한 후보처럼 보였다.1977년부터 루스 B.S.허비 산하 대학원생인 해리스는 쥐와 쥐의 파라비오에 대한 이전 연구를 반복했다.렙틴의 발견으로 그녀는 파라비오 실험에서 쥐의 렙틴 농도를 분석했다.각 쌍의 비만 쥐에 렙틴을 주입한 후, 그녀는 렙틴이 결합한 동물들 사이를 순환한다는 것을 발견했지만, 렙틴의 순환은 평형을 이루는데 어느 정도 시간이 걸렸다.주사를 맞은 결과, 거의 즉각적인 체중 감소가 억제력 증대로 인해 파라비오 쌍을 이루게 되었다.지방의 약 50~70%가 쌍으로 손실되었다.비만 쥐는 지방만 잃었다.마른 쥐는 근육량과 지방을 잃었다.해리스는 비만 동물에서 렙틴 수치가 증가하지만, 다른 요인들도 영향을 미칠 수 있다고 결론지었다.또한, 렙틴은 비만과 마른 동물 모두의 지방 저장을 줄이기로 결정되었다.[4]null

초기 파라비오 실험에는 암 연구도 포함되었다.1966년 프리델이 발표한 한 연구는 난소 종양에 대한 X-ray로 방사선의 영향을 연구했다.종양을 연구하기 위해 두 마리의 다 자란 암컷 쥐가 결합되었다.왼쪽 쥐는 차폐되었고 오른쪽 쥐는 높은 수준의 방사선에 노출되었다.쥐들은 통제된 양의 음식과 물을 제공받았다. 328쌍 중 149쌍은 조사된 동물에서 난소 종양 가능성을 보였지만, 그들의 파트너에서는 그렇지 않았다.이 결과는 단일 쥐의 이전 연구와 일치했다.[7]null

노화연구

참고 항목:젊은 수혈

나이든 만성질환은 나이든 동물과 나이든 동물을 결합시켜 연구한다.이 과정은 이질성 파라비오증이라고 알려져 있으며, 혈액, 특히 혈장 프로테오메스의 구성에서 나이와 질병과 관련된 변화를 조사하기 위해 연구에 사용되어 왔다.[8]이 과정은 심혈관 질환, 당뇨병, 골관절염, 알츠하이머병을 연구하는 데 사용될 수 있다.동물들이 나이가 들면서 그들의 과두정도는 비효율을 감소시켜 골수화 감소로 이어져 중추신경계(CNS)에 부정적인 영향을 끼친다.줄리아 루크와 동료 연구원들은 성체줄기세포의 재융합을 연구하기 위해 파라비오증을 사용해 새끼와 나이든 쥐를 결합하는 것이 이 과정을 되돌리거나 지연시킬 수 있는지 알아냈다.두 마리의 쥐는 실험에 결합되었고, 나이든 쥐에게 주사제를 투여하여 감소를 유도했다.실험 결과 어린 쥐의 인자가 과두화 생쥐의 활성화를 통해 나이 든 쥐의 CNS 감소를 역전시킨 것으로 나타났다.어린 쥐의 단모세포는 또한 나이든 쥐의 잔해를 치우는 능력을 향상시켰다. 왜냐하면 어린 단모세포는 나이든 단모세포보다 더 효과적으로 미엘린 피복의 지질들을 치울 수 있기 때문이다.그 두 동물의 결합은 나이가 골수 세포에 미치는 영향을 역전시켰다.어린 쥐의 세포 능력은 영향을 받지 않았다.어린 생쥐로부터의 면역력 강화는 각 쌍에서 나이 든 생쥐의 전반적인 건강을 증진시켰다.이 실험의 결과는 다발성 경화증과 같은 탈염성 질환을 가진 사람들을 위한 치료 과정으로 이어질 수 있다.[9][1]null

자연적 예

이 용어는 결합 쌍둥이와 같이 자연적으로 발생하는 조건에도 적용된다.[10]null

수컷과 암컷의 순환계가 완전히 결합하는 세라티과과의 앵글러피쉬의 기생 번식을 의무화한다.암컷에 수컷을 붙이지 않으면 내분비 기능이 성숙할 수 없고, 개인은 제대로 발달하지 못하고 젊게 죽으며 번식하지 못한다.[11]null

뿌리나 줄기가 밀접하게 접촉하면서 빽빽하게 자라는 식물들은 때때로 자연적인 이식편을 형성하기도 한다.겨우살이나 기피와 같은 기생 식물에서 하우스토리아는 숙주와 기생충의 순환계를 긴밀하게 결합하여 카시타 같은 기생충 쌍둥이가 숙주 식물에서 다른 숙주 식물까지 병균을 운반하는 벡터 역할을 할 수 있다.[12]null

생태학

둥지를 공유하는 사회적 유기체

둥지를 공유하는 Crematogaster modiglianii와 Camponotus rufifemur 개미

개미 군락은 본질적으로 관련이 없는 종의 개미들과 둥지를 공유할 수 있다.그들은 분명히 둥지의 유지보수를 넘어서는 어떤 것도 공유하지 않았고, 심지어 그들의 새끼들을 분리시키지도 않았다. 그래서 이것은 매우 놀라운 관찰이었다; 대부분의 개미들은 침입자들을 극도로 참을 수 없으며, 보통 그들 자신의 종의 침입자도 포함한다.null

20세기 초 아우구스트-헨리 포렐은 그러한 협회들을 위해 "기생충"이라는 용어를 만들었고, 윌리엄 모튼 휠러 같은 사람들에 의해 채택되었다.[13][14]게다가, 둥지에 있는 두 종 사이의 기능의 분할과 불공평한 일의 공유에 대한 증거가 있다.[15]파라비오 개미 군락들이 평화롭게 먹이를 찾아다니고 있다는 초기 보고들은 그러한 협회에 속한 한 종의 개미들이 인위적으로 음식을 제공하는 것에서 다른 종의 개미들을 공격적으로 대체하는 한편, 그들의 모집 경로를 따라 새로운 식자원으로 돈을 벌어들인다는 관찰에 의해서도 자격을 얻었다.[14]둥지에 있는 두 관련 모집단 사이에 직접적인 협력이나 상호작용이 없는 경우에도 공유 둥지 방어 및 유지보수의 이점.[16]null

어원

파라비오증은 새로운 라틴어에서 가장 직접적으로 유래하지만,[10] 라틴어는 두 개의 고전적인 그리스어에서 유래한다.첫 번째는 "뒤로" 또는 "옆으로"의 forαρ(para)이다.현대 어원에서는 이 뿌리가 '근접', '외부', '차이' 등 다양한 의미로 나타난다.null

  • '파라비증'이라는 생리적 의미에서 '파라'는 분명히 '옆에'라는 뜻으로 의도된 것이었다.
  • 일시적인 비활성 생리적 상태를 묘사할 때, "파라"는 분명히 "외부"를 의미했다.
  • 생태학적 용법에서는 곤충학자 오귀스트-헨리 포렐이 '옆'이라는 뜻에서도 '기호증'과 유사하게 만든 말이다.그러나 이 경우 강조점은 "함께" ("sym-")와는 대조적이었다.

라틴어가 파생되는 두 번째 고전 그리스어 뿌리는 βίοςς(bios)로, '생명'을 의미한다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Eggel, A.; Wyss-Coray, T. (2014). "Parabiosis for the study of age-related chronic disease". Swiss Medical Weekly. 144: 13914. doi:10.4414/smw.2014.13914. PMC 4082987. PMID 24496774.
  2. ^ 비주 파레카단 & 마틴 L. 야무시(eds.줄기세포 생명공학.제10장: "고령화 연구 및 재생 의학에서의 파라비오" Artech House 2009 ISBN 978-1596934023
  3. ^ 자로우, M. X. 실험 내분비학:기초기술자료출처 1964 ISBN 978-0124143609
  4. ^ a b Harris, R. B. S. (2013). "Is Leptin the Parabiotic "Satiety" Factor ? Past and Present Interpretations". Appetite. 61 (1): 111–118. doi:10.1016/j.appet.2012.08.006. PMC 3749919. PMID 22889986.
  5. ^ Hervey, G. R. (1959). "The effects of lesions in the hypothalamus in parabiotic rats". The Journal of Physiology. 145 (2): 336–352. doi:10.1113/jphysiol.1959.sp006145. PMC 1356830. PMID 13642304.
  6. ^ Coleman, D (2010). "A historical perspective on leptin". Nature Medicine. 16 (10): 1097–1099. doi:10.1038/nm1010-1097. PMID 20930752. S2CID 21890417.
  7. ^ Friedell, G. H.; Sommers, S. C.; Chute, R. N.; Warren, S. (1966). "Ovarian tumorigenesis in irradiated parabiotic rats". Cancer Research. 3 (3): 427–434. PMID 5930688.
  8. ^ Pluvinage, John V.; Wyss-Coray, Tony (February 2020). "Systemic factors as mediators of brain homeostasis, ageing and neurodegeneration". Nature Reviews Neuroscience. 21 (2): 93–102. doi:10.1038/s41583-019-0255-9. ISSN 1471-003X. PMID 31913356. S2CID 210044841.
  9. ^ Ruckh, Julia M.; Zhao, Jing-Wei; Shadrach, Jennifer L.; Peter; Nageswara Rao, Tata; Wagers, Amy J.; Franklin, Robin J.M. (2012). "Rejuvenation of Regeneration in the Aging Central Nervous System". Cell Stem Cell. 10 (1): 96–103. doi:10.1016/j.stem.2011.11.019. PMC 3714794. PMID 22226359.
  10. ^ a b "Parabiosis Definition & Meaning - Merriam-Webster".
  11. ^ 로데, 클라우스.해양 기생충학.CSIRO 출판 2005.ISBN 978-0643090255
  12. ^ 헤인즈, 앨런 R, 코일, 낸시 C, 슈베르트.티모시 S.; "두 기생 덩굴의 비교: 도더(쿠스쿠타)와 우에 넝(카시타)."식물학순환로30번플라.아그리치 뎁& Consumer Services 1996년 1월/2월.플랜트 산업 부문
  13. ^ Wheeler, William Morton (1921). "A New Case of Parabiosis and the "Ant Gardens" of British Guiana". Ecology. 2 (2): 89–103. doi:10.2307/1928921. JSTOR 1928921.
  14. ^ a b Swain, R. B. (1980). "Trophic competition among parabiotic ants". Insectes Sociaux. 27 (4): 377–390. doi:10.1007/BF02223730. S2CID 39194355.
  15. ^ Menzel, Florian; Linsenmair, Karl Eduard; Blüthgen, Nico (2008). "Selective interspecific tolerance in tropical Crematogaster–Camponotus associations". Animal Behaviour. 75 (3): 837–846. doi:10.1016/j.anbehav.2007.07.005. S2CID 140210373.
  16. ^ Menzel, F.; Blüthgen, N. (2010). "Parabiotic associations between tropical ants: equal partnership or parasitic exploitation?". Journal of Animal Ecology. 79 (1): 71–81. doi:10.1111/j.1365-2656.2009.01628.x. PMID 19891712.