埃克塞特大学研究人员开发出全球首个基因工程大蜡蛾(Galleria mellonella)品系,并建立一套用于该昆虫的基因操作工具。研究团队表示,这一进展有望提升抗菌素耐药性(AMR)相关研究与检测的效率,同时为减少感染研究中对小鼠和大鼠等啮齿动物的使用提供替代方案。相关研究已发表于《Lab Animal》。
为大蜡蛾建立基因操作工具
论文介绍称,研究人员为大蜡蛾开发了新的基因工具,使其作为实验模型的可用性显著提升。研究团队指出,大蜡蛾近年来被视为一种成本更低、在伦理层面更可持续的哺乳动物替代模型,但此前受限于缺乏成熟的遗传学工具。
埃克塞特大学James Pearce博士在声明中表示,鉴于抗菌素耐药性被认为是对人类健康的重大威胁之一,研究领域需要更快速、可扩展且更符合伦理的测试方法;工程化蜡蛾可作为实用替代方案,在减少哺乳动物使用的同时加快研究进展。

可在37摄氏度饲养,感染反应与哺乳动物相似
研究人员称,与多数其他非啮齿动物模型不同,大蜡蛾可在37摄氏度(人体体温)条件下饲养,其细胞对细菌或真菌感染的反应与哺乳动物较为相似。为突破遗传学工具不足的限制,团队改编了最初用于果蝇研究的技术,首次构建了荧光转基因与基因编辑的大蜡蛾品系。
埃克塞特大学James Wakefield教授表示,通过将新基因导入蜡蛾基因组,研究人员能够获得在受控条件下发光的幼虫,为开发“传感蛾”奠定基础;该类幼虫在感染或对抗生素产生反应时可发光,从而为疾病过程提供活体、实时的观察方式。
“传感蛾”用于快速筛查与免疫反应研究
研究团队称,“传感蛾”有望用于早期感染研究,使研究人员能够在完整生物体内更快速地进行抗菌筛查与免疫反应分析,并减少对小鼠或大鼠实验的需求。研究人员表示,大蜡蛾幼虫可对人类病原体产生反应,包括金黄色葡萄球菌以及机会性真菌白色念珠菌,因此可在细胞培养与动物实验之间提供一种更贴近真实感染过程、同时更符合伦理的研究路径。

Pearce博士补充称,该方法使蜡蛾首次具备遗传可操作性,研究人员可插入、删除或修改基因,从而拓展其在先天免疫研究以及实时感染生物传感器开发等方向的应用空间。
研究团队公开方法并推动标准化
研究人员指出,这项技术可能对实验动物使用规模产生影响。根据研究中给出的数据,英国每年约有10万只小鼠用于感染生物学研究;若其中10%的研究可由蜡蛾模型替代,每年可减少超过1万只小鼠的使用,同时仍能获得稳健且与人类相关的数据。
埃克塞特团队表示,他们已通过共同管理的Galleria mellonella研究中心公开全部方法。该中心目前支持全球20多个研究团队,提供培训、蜡蛾及数据资源,以推动该模型生物的标准化与更广泛应用。
