Используя этих мышей, исследователи из Национальной программы токсикологии (NTP), межведомственной программы со штаб-квартирой в Национальном институте наук об окружающей среде (NIEHS), смогли идентифицировать определенные гены или хромосомные области, которые делают одних мышей более восприимчивыми, а других — более устойчивыми. , к токсическому действию бензола. Бензол является обычным загрязнителем воздуха и канцерогеном для человека, обнаруженным в сырой нефти, бензине и сигаретном дыме, который естественным образом образуется в результате лесных пожаров и вулканов.Ученые обнаружили, что, как и люди, каждая мышь Diversity Outbred, разработанная в лаборатории Джексона, Бар-Харбор, штат Мэн, по-разному реагировала на воздействие химического вещества.
Реакцию на экспозицию оценивали путем измерения частоты микроядерных эритроцитов, биологического маркера хромосомного повреждения, которое является признаком воздействия бензола. Исследователи измерили уровень этого биомаркера у каждой мыши до и после воздействия.Некоторые мыши продемонстрировали необычайную чувствительность к воздействию, в то время как другие не ответили. Диапазон ответов от самого низкого до самого высокого был примерно в 5 раз.
Поскольку исследователи знали генетический состав каждой мыши, они могли точно определить области, участвующие в восприимчивости или устойчивости к химическому воздействию, а затем искать связанные генетические области в хромосомах человека.«В этом документе указываются значительные генетические различия, которые обнаруживаются в каждой популяции, которые необходимо учитывать при экстраполяции данных от животных на людей», — сказала Линда Бирнбаум, доктор философии, директор NTP и NIEHS. «Мышь Diversity Outbred — полезная модель для прогнозирования диапазона реакции, которая может наблюдаться у людей после воздействия химического вещества».Бензол был выбран NTP в качестве примера для тестирования модели на мышах, потому что существует множество данных о токсичности для животных и человека для сравнения.
Бензол может по-разному влиять на людей в зависимости от уровня и продолжительности воздействия, поэтому важно точно оценить уровни, при которых он может причинить вред наиболее восприимчивым людям.«Эти генетически разнообразные мыши обеспечили воспроизводимый ответ на воздействие бензола в двух независимо подвергавшихся воздействию группах, что позволяет предположить, что каждая группа генетически уникальных мышей продемонстрировала одинаковый диапазон дифференциальной восприимчивости, во многом аналогичный тому, который вы найдете в исследованиях эпидемиологии человека», — сказал Джеф Френч. Кандидат технических наук, ведущий автор статьи. «Важно иметь возможность точно измерить воздействие воздействия и разработать соответствующие допустимые уровни безопасности для токсичных соединений. Эта модель может помочь нам сделать это с большей точностью».
Эти результаты могут привести к дальнейшим исследованиям для лучшего понимания генетически регулируемых реакций на токсичность у людей, а также механизмов восприимчивости и устойчивости к воздействиям окружающей среды, поскольку они связаны с болезнью. «В дополнение к информации о дизайне эпидемиологических исследований человека, оценивающих связь между химическим воздействием и биологическими эффектами в различных популяциях, модель Diversity Outbred может также предоставить ценные данные для использования регулирующими органами и производителями, проводящими оценку химического риска», — сказала соавтор Кристин. Витт из NTP.Этот документ доступен в Интернете в журнале Environmental Health Perspectives. В дополнение к NIEHS и NTP, исследователи из Лаборатории Джексона, ILS Inc. и Alion Science and Technology Corporation также сотрудничали в исследовательской работе.
Национальный институт общих медицинских наук, входящий в состав NIH, также помог поддержать исследование (гранты P50GM076468 и R01GM070683).Весной следующего года отдел заочных исследований и обучения NIEHS планирует провести встречу, чтобы рассмотреть модель Diversity Outbred мышей и другие популяционные модели грызунов, которые могут быть использованы для развития науки о здоровье окружающей среды.