ビデオ: © Fraunhofer IME、Dr.アントン・ウィンドフェルダー
医学研究で使用される特別なモデル動物の内部を、3D メガネを使用してインタラクティブに探索できるようになりました。ドイツの科学者は、CT スキャン データを使用して、タバコ ツノムシの毛虫の解剖学的構造の仮想画像を開発しました。これはすでに幼虫の消化管における新たな発見につながっています。このシステムは現在、クローン病などの人間の腸疾患の研究に有益であり、大学の教育にも使用できると科学者らは述べている。
画面上の身体をインタラクティブにスクロールするか、3D メガネを使用します。これは、仮想現実テクノロジーのおかげで、人体の場合にはすでに可能です。解剖学的構造を特に明確に視覚化することで、医師や研究者に重要な情報を提供できます。これまで、特別なモデル生物の場合、そのような表現の可能性はありませんでした。タバコ角虫 (Manduca sexta) の毛虫は、長さ最大 8 センチメートルで、主にクローン病などのヒトの腸疾患の研究に使用されています。病気。 「哺乳類と昆虫の腸は多くの点で類似しています。これは特に自然免疫系に当てはまります。タバコツノ虫の慢性炎症性腸疾患を理解できれば、人間の医学に重要な情報が得られる可能性があります」と、ギーセンにあるユスタス・リービッヒ大学の主著者アントン・ウィンドフェルダー氏は説明する。
CTスキャンから3Dモデルまで
これを行うには、モデル動物の消化管の解剖学的構造を可能な限り詳細に知る必要があります。より多くの洞察を提供するために、ウィンドフェルダー氏と彼の同僚はまず、マイクロコンピュータ断層撮影技術を使用してキャタピラの内部から画像データを取得しました。臨床造影剤が使用され、構造の高解像度分析が可能になりました。その後、学際的な研究チームはその情報を使用して、幼虫の内部解剖学的構造の 3 次元モデルを開発することができました。さらに、研究データは、仮想現実でのインタラクティブな視覚化のために準備することができます。
結局のところ、その努力は報われました。研究チームはその結果を利用して、昆虫の幼虫の腸内のこれまで知られていなかった解剖学的構造を発見しました。これには、甲状腺腫の構造、いくつかの付録、その他の特別な特徴が含まれます。 「私たちは複雑な六角形のひだパターンに驚きました。これは中腸と後腸全体を貫いており、後腸での水分吸収に関係している可能性があります。これは従来の光学顕微鏡では以前は不可能でした」と、ギーセンのフラウンホーファー分子生物学・応用生態学研究所の共著者であるアンドレアス・ヴィルチンスカス氏は言う。このデータに基づいて、タバコツノガエルの幼虫の腸の容積を正確に計算することも初めて可能になりました。これらの非常に大きな昆虫の幼虫の場合、その量は約 1.4 ミリリットルであり、これはマウスの腸の容積にほぼ相当します。
生物学、医学、教育の可能性
この結果は、特定の物質の投与量をより適切に調整するためにこの情報を使用できるため、この結果は毛虫の医学研究にとっても重要であると科学者らは述べています。 「たとえば、クローン病などの慢性腸疾患に対する新しい治療薬を研究できます」と、共著者であるギーセンの診断・介入放射線科クリニックのガブリエレ・クロムバッハ氏は言う。
モデル動物での有効性を調べるために、造影剤を使用して腸壁の炎症を可視化し、コンピューター断層撮影法を使用して記録することができます。研究者らは、新たな洞察と技術的可能性が、そのような調査をより適切に計画し、結果を評価するのに役立つと説明している。
最後に、研究チームは、新しい方法論が学生にも利益をもたらす可能性があることを強調しています。医学生向けコースの一環として、ウィンドフェルダー社は現在、3D メガネを使用してキャタピラの内部を通る旅に参加者を送り込んでいます。 「仮想現実はゲームチェンジャーであり、教育に革命をもたらすだろう」と科学者は確信しています。興味のある人は、 タバコホーンワームの幼虫の体を映したさまざまな 3D アニメーション ビデオがオンラインで公開されています。
出典: Justus Liebig University Giessen、専門記事: iScience、doi: 10.1016/j.isci.2023.106801
