城市老鼠-国家老鼠实验显示环境与蠕虫感染之间的联系

一项新的研究发现，当实验小鼠搬到农村去觅食，觅食并通常像普通小鼠一样生活时，与留在实验室的小鼠相比，它们变得更容易受到寄生鞭虫的感染。

普林斯顿大学和纽约大学医学院的研究人员发现，老鼠在户外生活的时间越长，这些肠道蠕虫的数量和大小就越多。这些蠕虫是人类鞭虫的近亲，感染了全世界4.5亿多人。该研究于3月8日发表在 PLOS Biology杂志上。

主持这项研究的普林斯顿大学生态与进化生物学副教授安德里亚·格雷厄姆（Andrea Graham）说：“这项研究提出了一个问题，那就是我们从人工环境中进行的高度受控的实验中到底学到了什么。”这样的实验通常被用作研究人类疾病的先驱。

研究人员发现，在这项研究中，户外小鼠还具有驱除蠕虫所需的免疫反应类型的减少。老鼠的肠内含有更多种类的细菌，包括一些可能增加了蠕虫卵孵化并延长了感染时间的细菌。

与实验室小鼠相比，移到户外的小鼠会长出更长的脂肪。在户外生活仅10天后，孵化率，生长和存活率就出现了提高。

过去的几年中，Graham和她的团队一直在研究“重新野性”小鼠，方法是将它们转移到距离普林斯顿校园不远的半农村设施中。

在那里，老鼠生活在露天，防逃逸的围栏中，里面装有各种本地植物，它们提供喜欢的食物，例如种子，浆果和三叶草。这些动物还可以随时从粮仓中获取实验室式的老鼠饲料。木制小屋为雨水提供了庇护所，电围栏则将天敌拒之门外。

在围栏中，小鼠面临的挑战包括挖掘洞穴，忍受多变的天气以及在复杂的环境中导航。格雷厄姆说：“我们的老鼠比典型的实验室老鼠要处理的事情要多得多。”“我们不确定当我们第一次将老鼠移到农场时会发生什么吗？经过了几代的实验室生活之后，它们将如何处理？”格雷厄姆说。“但是在30分钟内，他们发现了粮仓，并开始探索。”

该设施是世界上少数几个类似的设施之一，与研究人员用来控制实验变量并防止疾病在设施中传播的无菌统一实验室形成鲜明对比。在室外的位置使研究人员能够探索现实环境如何影响动物的免疫反应。

在户外，小鼠产生的免疫反应与留在实验室中的小鼠相比，抵抗蠕虫的能力较弱。某些实验室菌株在抵抗蠕虫方面相当擅长。他们产生“ 2型”免疫反应，涉及肠道分泌粘液并以“扫掠”方式冲洗蠕虫的方式运动。

研究人员发现，这种哭泣和扫荡反应在户外小鼠的肠道细胞中减少了。室外小鼠的蠕虫负担与完全缺乏引起2型应答能力的菌株的小鼠所见的负担一样重。取而代之的是，室外小鼠具有更多的“ 1型”反应，更擅长处理病毒和细菌。

生态学和进化生物学系普林斯顿大学的研究生，研究的第一作者杰奎琳·梁说：“在实验室中，大多数小鼠会在14到21天内驱除蠕虫。”“用200个初始卵感染后三周，每只实验小鼠的蠕虫少于10个，这是可以预期的。但是，野外的老鼠仍藏有多达100条蠕虫，这些蠕虫的大小要大得多。”

该反应可能与户外小鼠遇到的细菌类型有关。这些来自环境的细菌在肠道中定居，并形成称为微生物群的微生物群落。先前的研究表明，微生物群可以刺激小鼠，人类和其他宿主产生有助于抵抗感染的免疫反应。

研究小组想知道，从自然环境中获取的肠道微生物是否会影响个体应对寄生虫的方式。研究人员发现，与实验室小鼠相比，乡村小鼠的微生物群由更大范围的细菌组成。这种更大的多样性可能通过为蠕虫提供食物而直接促进了蠕虫的生长，或者通过损害了乡村小鼠抵抗蠕虫的能力而间接地促进了蠕虫的生长。

纽约大学医学院微生物学副教授彭洛克（P“ ng Loke）是该研究的合著者。洛克说：“已经被重新引入野外的小鼠会发展出一种看起来像是针对细菌感染的不同免疫系统。”“我们在野外看到的活动增加可能是由微生物群驱动的。”

近年来，有报道称自体寄生虫可治疗严重的结肠炎症的个体引起了寄生虫肠道蠕虫和肠道菌群的相互作用。该策略涉及使用蠕虫感染来诱导粘液，粘液覆盖结肠并防止因对微生物群某些成员的异常免疫攻击而引起的炎症。梁在成为普林斯顿大学的研究生之前，曾与Loke合作，为一名这样的患者做过研究。

未来在室外设施上的研究将继续探索基因和环境在促炎性和传染性疾病中的相对作用。