生物学的研究モデルとしての鶏

鶏とその卵に対する人間の関心は歴史に深く根ざしているため、鳥類の研究がいつ始まったのか正確に言うのは難しい。紀元前1400年頃には、古代エジプト人が食料供給を増やすために鶏卵を人工的に孵化させていた。卵の中で成長する鶏が初めて文献に登場するのは、紀元前350年頃、ギリシャの著名な哲学者アリストテレスの目に留まった時である。アリストテレスは孵化の様々な段階で鶏卵を開け、生物が時間とともにどのように変化するかを観察した。彼は著書『動物誌』の中で、卵の中の鶏の観察に基づいた発生学の初期の研究を紹介した。

アリストテレスは、人間と鶏の発育過程に重要な類似点があることを認識していた。彼は、発育中のヒヨコの研究を通して、人間における胎盤と臍帯の役割を正しく解明することができた。

16世紀のニワトリを用いた研究は、人間の生理学に関する考え方を大きく近代化しました。ウリッセ・アルドロヴァンディ、フォルヒャー・コイター、ウィリアム・ハーヴェイといったヨーロッパの科学者たちは、ニワトリを用いて組織分化を実証し、当時広く信じられていた「生物は成体の形に予め形成されており、発生過程で大きくなるだけである」という考えを覆しました。胚盤葉（ニワトリの起源）を含む特定の構造を生み出す、明確に区別された組織領域が認識されました。ハーヴェイはまた、心臓と血液の発達を綿密に観察し、静脈と動脈間の血液の流れの方向性を初めて指摘しました。モデル生物としてのニワトリの比較的大きなサイズのおかげで、当時の科学者たちは顕微鏡を使わずにこれらの重要な観察を行うことができました。

18世紀後半、顕微鏡の利用が拡大し、新たな技術が開発されたことで、発生中のヒヨコを詳細に観察することが可能になった。卵殻に穴を開け、別の殻で覆うことで、科学者たちは卵が脱水することなく発生を続ける様子を直接観察することができた。やがて、発生中のヒヨコの研究によって、外胚葉、中胚葉、内胚葉という3つの胚葉が特定され、発生学という分野が誕生した。

宿主対移植片反応は、ニワトリの胚で初めて記述されました。生物学者のジェームズ・マーフィー（1914年）は、成鶏では成長できないラット組織が、発生中のヒナでは生存することを発見しました。成熟したニワトリのような免疫能を有する動物では、宿主の免疫細胞が異物組織を攻撃します。ヒナの免疫系は孵化後約14日目まで機能しないため、異物組織が成長することができます。最終的に、マーフィーは、免疫能を有する動物では組織移植の受容が宿主特異的であることを示しました。^{[ 1 ] [ 2 ]}

かつてはウイルスの培養は技術的に困難でした。1931年、アーネスト・グッドパスチャーとアリス・マイルズ・ウッドラフは、鶏卵を使って天然痘ウイルスを増殖させる新しい技術を開発しました。^{[ 3 ]} この成功を基に、ヒヨコはワクチン開発のためにムンプスウイルスを分離するのに使用され、今日でも一部のウイルスや寄生虫の培養に使用されています。

ニワトリの胚神経がマウスの腫瘍に浸潤する能力は、腫瘍が拡散性の成長因子を産生しているに違いないとリタ・レヴィ＝モンタルチーニに示唆した（1952年）。彼女は神経成長因子（NGF）を同定し、正常な発生や癌を含む疾患過程における重要な調節因子である成長因子の大きなファミリーの発見につながった。^{[ 4 ]}

成鶏は科学の発展にも大きく貢献してきた。ルイ・パスツールは、増殖して弱毒化したコレラ菌（Pasteurella multocida ）を鶏に接種することで、実験室で初めて弱毒化されたワクチンを開発した（1860年代）。免疫学と腫瘍学における目覚ましい進歩は20世紀を特徴づけたが、その功績の多くは鶏のモデル生物によるものだった。

ペイトン・ラウス（1879–1970）は、ニワトリのウイルス感染が肉腫を引き起こすことを発見し、ノーベル賞を受賞した（Rous、1911）。スティーブ・マーティンはこの研究を引き継ぎ、ニワトリのレトロウイルスの構成要素であるSrcを特定し、これが最初の既知の癌遺伝子となった。J .マイケル・ビショップとハロルド・ヴァーマスは同僚とともに（1976）、これらの発見をヒトにまで拡張し、哺乳類の癌を引き起こす癌遺伝子はプロト癌遺伝子の突然変異によって誘導されることを示した。^{[ 5 ] [ 6 ]}

ニワトリでの発見により、適応免疫応答は最終的に抗体（B細胞）応答と細胞性（T細胞）応答に分けられました。当時機能が不明だったファブリキウス嚢を欠損したニワトリは、抗体を作るように誘導できませんでした。これらの実験を通して、ブルース・グリックは、ファブリキウス嚢が抗体を作る細胞を作る役割を担っていることを正しく推論しました。^{[ 7 ]} ファブリキウス嚢細胞は、胸腺由来のT細胞と区別するために、ファブリキウス嚢にちなんでB細胞と呼ばれました。

鶏胚は、生体内での癌の生物学を研究する上での多くの制約を克服する独自のモデルです。卵殻の下に位置する血管が豊富な胚外組織である漿尿膜（CAM）は、ウイルス性発癌^{[ 8 ]} 、発癌^{[ 9 ]}、腫瘍異種移植^{[ 1 ] [10] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}、腫瘍血管新生[ ^{14 ]}、および癌転移^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}を含む癌の分子解析のための生物学的プラットフォームとして成功の歴史^があります。鶏胚は自然に免疫不全であるため、CAMは正常組織と腫瘍組織の両方の生着を容易にサポートします^{[18 ]。鳥類CAMは、} 増殖、浸潤、血管新生、および微小環境のリモデリングを含むほとんどの癌細胞特性をうまくサポートします^。鶏卵モデルは、発がん物質を含む環境化学物質によって引き起こされるさまざまな有害影響（遺伝毒性、組織病理学的変化など）を評価するためにも使用できます。^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

ニワトリ（ Gallus gallus）のゲノムはサンガーショットガンシーケンス法^{[ 22 ]}で配列決定され、広範なBACコンティグベースの物理マッピング^{[ 23 ]}でマッピングされた。 ヒトとニワトリのゲノムには重要な基本的類似点がある。しかし、ヒトとニワトリのゲノムの違いは、機能要素、つまり時間を通じて保存される可能性が最も高い遺伝子とその制御要素を特定するのに役立つ。ニワトリゲノムの公開により、ニワトリモデルシステム内での研究を進めるための遺伝子組み換え技術の拡大が可能になる。