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パラビオーシス技術の進展

パラビオーシス技術（parabiosis）は、2匹の動物を外科的に結合し、血液循環を共有させる実験手法です。この技術は、循環因子や細胞が生体に与える影響を調べるために、150年以上にわたり医学・生物学研究で活用されてきました。以下に、パラビオーシス技術の発明と発展に関する研究概要をまとめます。

発明と初期の歴史

最初の発明
パラビオーシスは1864年、ポール・ベルト（Paul Bert）によって初めて記載されました(Ardehali et al., 2013; Conboy et al., 2013; Eggel & Wyss-Coray, 2014; Leung & Spencer, 2019)。この技術は、自然界の結合双生児から着想を得て、2匹の動物を外科的に結合し、循環系を共有させるものです(Leung & Spencer, 2019)。

技術の改良
1933年、バンスターとマイヤー（Bunster and Meyer）が手術手法を改良し、動物の生存率を大幅に向上させました(Ardehali et al., 2013; Bunster & Meyer, 1933)。彼らは、皮膚や筋肉だけでなく、肘や膝の関節を連結することで、傷口への負担を減らし、感染や死亡率を低減しました(Ardehali et al., 2013; Bunster & Meyer, 1933; Dosch et al., 2022)。

技術の発展と応用

手術手法の進化
その後も手術プロトコルは何度も改良され、動物の管理や合併症対策が進みました(Wang et al., 2021; Dosch et al., 2022; Wang et al., 2022; Alman & Baht, 2021)。近年では、血液キメラリズムの検証や、免疫細胞の移動・定着性の研究にも応用されています(Ardehali et al., 2013; Dosch et al., 2022; Wang et al., 2022)。

研究分野への貢献
パラビオーシスは、内分泌学、免疫学、腫瘍学、老化研究など多岐にわたる分野で重要な知見をもたらしてきました(Li, 2023; Conboy et al., 2013; Eggel & Wyss-Coray, 2014; Leung & Spencer, 2019)。特に、若い動物の血液が老化組織に与える影響（若返り効果）など、近年再び注目を集めています(Li, 2023; Conboy et al., 2013; Eggel & Wyss-Coray, 2014)。

技術の課題と今後

課題
手術の難易度や動物の管理、倫理的な問題など、パラビオーシスには依然として課題があります(Wang et al., 2021; Dosch et al., 2022; Alman & Baht, 2021; Eggel & Wyss-Coray, 2014)。

今後の展望
それでも、他に代替できない動物モデルとして、今後も多くの医学・生物学研究で活用される見込みです(Wang et al., 2021; Li, 2023; Eggel & Wyss-Coray, 2014)。

まとめ

パラビオーシス技術は1864年に発明され、1933年の改良を経て、現代の医学・生物学研究に不可欠な手法となりました。循環因子や細胞の影響を直接検証できる独自性から、今後も多様な分野での応用が期待されています。

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References

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Wang, Y., Liu, Z., Yang, C., Xiang, Y., Bu, X., & Wang, J. (2021). Parabiosis modeling: protocol, application and perspectives. Zoological Research, 42, 253 – 261. https://doi.org/10.24272/j.issn.2095-8137.2020.368

Bunster, E., & Meyer, R. (1933). An improved method of parabiosis. The Anatomical Record, 57. https://doi.org/10.1002/ar.1090570404

Dosch, A., Carver, C., Schafer, M., Ayasoufi, K., Boynton, F., Huffman, D., & Rodriguez, S. (2022). AN OPTIMIZED MOUSE PARABIOSIS PROTOCOL FOR INVESTIGATION OF AGING AND REJUVENATIVE MECHANISMS. Innovation in Aging, 6, 441 – 442. https://doi.org/10.1093/geroni/igac059.1730

Li, H. (2023). Exploring the parabiosis models evolution, applications and effects. Theoretical and Natural Science. https://doi.org/10.54254/2753-8818/8/20240390

Wang, H., Gavil, N., Jameson, S., Masopust, D., & Koewler, N. (2022). Parabiosis in Mice to Study Tissue Residency of Immune Cells. Current Protocols, 2. https://doi.org/10.1002/cpz1.446

Conboy, I., Conboy, M., & Rando, T. (2013). Heterochronic parabiosis: historical perspective and methodological considerations for studies of aging and longevity. Aging Cell, 12. https://doi.org/10.1111/acel.12065

Alman, B., & Baht, G. (2021). Parabiosis: Assessing the Effects of Circulating Cells and Factors on the Skeleton.. Methods in molecular biology, 2230, 105-113. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1028-2_7

Eggel, A., & Wyss-Coray, T. (2014). A revival of parabiosis in biomedical research.. Swiss medical weekly, 144, w13914. https://doi.org/10.4414/smw.2014.13914

Leung, T., & Spencer, C. (2019). Research Techniques Made Simple: Parabiosis to Elucidate Humoral Factors in Skin Biology.. The Journal of investigative dermatology, 139 6, 1208-1213.e1. https://doi.org/10.1016/j.jid.2019.03.1134

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  1. Paul Bert（1864年）　La circulation sanguine dans les anastomoses animales 出版誌：Comptes Rendus de l’Académie des Sciences 1864年59巻559‑562頁 内容：ラットやウサギを結合し、血流の共有を示した最初期のparabiosis実験。
  2. Paul Bert https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k96030073/f11.item.r=Paul%20Bert Paul Bert est né à Auxerre, le 19 octobre 1833. Son père était conseiller de préfecture. Sa mère avait toutes les qualités d’une femme du monde et d’une excellente mère de famille. Esprit fin, délicat, cœur bon, dévoué, charitable, elle ne vivait que pour ses deux fils. Elle avait quelque préférence pour son Paul, car il lui ressemblait plus que l’aîné, que sa santé et sa force physique rapprochaient davantage du père, homme de taille et de force peu communes. Mais si, chez Paul Bert enfant, le corps était frêle, l’esprit était vif, impatient, chercheur — qualités qu’il tenait de son père. Il avait une intelligence surprenante, une grande facilité pour l’étude et une mémoire prodigieuse, mais il ne travaillait que par intermittence et, le plus souvent, ne savait ses leçons que quand il les avait entendues répétées par ses camarades. Ce n’est que plus tard que lui vint l’amour du travail. S’il était médiocrement studieux, il était aussi très passablement indiscipliné, ce qui ne l’empêchait pas de tenir la tête de sa classe. ポール・ベール（Paul Bert）は、1833年10月19日にオーセール（Auxerre）で生まれた。 彼の父は県庁の顧問官を務めていた。 母は社交界の女性としての品位と、優れた母親としての資質をすべて備えた人物であった。 繊細で上品な精神、善良で献身的、かつ慈悲深く、彼女の生きがいは二人の息子だけだった。 彼女は次男のポールをややひいきしていた。というのも、ポールは兄よりも彼女によく似ていたからである。兄は丈夫で体格もよく、身体的にも健康的にもむしろ父親に似ていた。父は並外れた体格と体力の持ち主だった。 一方で、子どもの頃のポール・ベールは体が虚弱だったが、頭の回転は速く、せっかちで、探求心が旺盛だった。こうした性質は父親譲りである。 彼は驚くべき知性の持ち主で、学習能力に優れ、記憶力も抜群だった。しかし、彼が勉強に取り組むのは断続的で、たいていは友達の復習を聞いてようやく授業内容を覚えるという始末だった。 勤勉さが身についたのは、もっと後になってからのことである。 勉強にはあまり熱心ではなかったが、それ以上にかなり手に負えないやんちゃな子どもでもあり、それでもなお、常にクラスのトップにいたのだった。