パラビオシス

パラビオシスは、生理学研究で使用される実験技術で、「隣り合って暮らす」という意味のギリシャ語に由来しています。この技術では、2 つの生物を外科的に結合して、単一の共有生理学的システムを形成します。この独自のアプローチにより、研究者は2 つの生物間の血液、ホルモン、その他の物質の交換を研究することができ、幅広い生理学的現象や相互作用を調べることができます。パラビオシスは、幹細胞研究、内分泌学、老化研究、免疫学など、さまざまな研究分野で採用されています。

並体結合は、外科的に接合された2つの生物を組み合わせ、単一の共有生理学的システムを開発します。^{[1] [2]}研究者は、1匹の動物のフィードバックシステムが循環し、血液と血漿の交換を介して2匹目の動物に影響を与えることを証明できます。

並体結合実験は1800年代半ばにポール・バートによって開拓されました。バートは外科的に繋がれた動物は循環器系を共有できると仮定しました。バートは1866年にこの発見によりフランス科学アカデミーの実験生理学賞を受賞しました。^[3]

この実験の限界の一つは、異系ラットの血液供給による中毒によりペアの重大な損失につながる可能性があるため、異系交配されたラットを使用できないことである。 ^[4]

1950 年以降の並体結合実験の多くは、代謝に関する研究です。これらの実験の 1 つは、1959 年に GR Hervey によって Journal of Physiologyに発表されました。この実験は、視床下部、特に視床下部腹内側部の損傷が、食物の過剰摂取による肥満につながるという理論を裏付けました。研究に使用されたラットは、複数年にわたって閉鎖コロニーであった同じ腹のラットでした。各ペアの 2 匹のラットの体重差は 3% 以下でした。ラットは生後 4 週でペアになりました。ペアになっていないラットは対照として使用されました。ラットは 3 通りの方法で結合されました。初期の実験では、腹腔を開いて 2 匹のラットを接続しました。後の実験では、2 匹のラットの腸が絡まるリスクを回避するために、より小さな切開が行われました。実験手順をさらに改良した結果、腹腔は開けられず、ラットは最小限の切開で腰骨で結合された。2匹の動物が血液を共有していることを証明するため、研究者は一方のラットの静脈に染料を注入し、結合したラットにその色素が現れることを確認した。

各ペアのラットのうち、1匹は肥満になり、過食症を呈した。外科的損傷を受けたラットの体重は数か月間急速に増加し、その後、外科手術の直接的な結果として横ばい状態になった。手術後、視床下部に障害のあるラットは貪欲に食べる一方、ペアのラットの食欲は減少した。ペアのラットは実験中ずっと明らかに痩せ、食べ物を与えられても拒絶した。^{[5] [6]}

その後の研究で、この満腹因子は脂肪由来ホルモンの レプチンであると特定されました。多くのホルモンや代謝物は、実験で1匹のラットを飢餓状態にさせた満腹因子ではないことが証明されました。レプチンは実行可能な候補のように思われました。 1977年から、ハーヴィーの下で大学院生だったルース・BS・ハリスは、ラットとマウスの並体結合に関する以前の研究を繰り返しました。レプチンの発見により、彼女は並体結合実験でマウスのレプチン濃度を分析しました。各ペアの肥満マウスにレプチンを注射した後、彼女は、レプチンが結合した動物の間を循環しているが、レプチンの循環が平衡に達するまでに時間がかかることを発見しました。注射の結果、抑制が強化されたため、並体結合ペアではほぼ即時の体重減少がもたらされました。ペアでは約50〜70％の脂肪が失われました。肥満マウスは脂肪のみを失いました。痩せたマウスは筋肉量と脂肪を失いました。ハリスは、肥満動物ではレプチン濃度が上昇するが、他の要因も影響する可能性があると結論付けた。また、レプチンは肥満動物と痩せた動物の両方で脂肪蓄積を減少させることが判明した。^[4]

初期の並体結合実験には癌の研究も含まれていた。1966年にフリーデルが発表した研究では、X線による放射線が卵巣腫瘍に与える影響を研究した。腫瘍を研究するために、2匹の成体雌ラットを結合させた。左のラットは遮蔽され、右のラットは高レベルの放射線にさらされた。ラットには、制御された量の食物と水が与えられた。328組のうち149組で、放射線を浴びた動物に卵巣腫瘍の可能性があるものが見られたが、パートナーには見られなかった。この結果は、単独のラットの以前の研究と一致した。^[7]

加齢に伴う慢性疾患は、高齢の動物と若年の動物を結合させることで研究されている。異時性並体結合として知られるこのプロセスは、血液、特に血漿プロテオームの組成における加齢および疾患関連の変化を調査する研究に使用されてきた。^[8]このプロセスは、心血管疾患、糖尿病、変形性関節症、およびアルツハイマー病の研究に使用できる可能性がある。動物が加齢するにつれて、オリゴデンドロサイトの効率が低下し、結果として髄鞘形成が減少し、中枢神経系（CNS）に悪影響を及ぼします。Julia Ruckhと同僚の研究者は、並体結合を利用して成体幹細胞からの再髄鞘形成を研究し、若いマウスと高齢のマウスを結合させることでこのプロセスを逆転または遅らせることができるかどうかを確認しました。実験では2匹のマウスを結合させ、高齢のマウスへの注射によって脱髄を誘発しました。実験では、若いマウスの因子がオリゴデンドロサイトを再生させることで高齢マウスのCNS脱髄を逆転させることが判明しました。若いマウスの単球は、年老いたマウスのミエリン破片を除去する能力も高めた。これは、若い単球は年老いた単球よりも効果的にミエリン鞘から脂質を除去できるためである。2匹の動物を結合させることで、ミエリン形成細胞に対する加齢の影響が逆転した。若いマウスの細胞の能力は影響を受けなかった。若いマウスの免疫力の強化は、各ペアの年老いたマウスの全般的な健康を促進した。この実験の結果は、多発性硬化症などの脱髄疾患の患者に対する治療プロセスにつながる可能性がある。^{[9] [3]}

この用語は、結合双生児などの自然発生的な症状にも適用される。^[10]

アンコウ科の絶対寄生生殖。オスとメスの循環器系が完全に結合している。オスがメスに付着しないと内分泌機能が成熟できず、個体は適切に成長できず、若くして繁殖することなく死んでしまう。^[11]

根や茎が密接して密接な接触をしながら成長する植物は、自然接ぎ木を形成することがある。ヤドリギやネンブツルノキなどの寄生植物では、吸器が宿主と寄生者の循環系を非常に密接に結びつけるため、カッシーサなどの寄生性の蔓性植物は、病原体をある宿主植物から別の宿主植物に運ぶ媒介者として働く可能性がある。^[12]

アリのコロニーは、本質的に無関係なアリの種、さらにはアリ以外の種とも巣を共有することがあります。彼らは明らかに巣の維持管理以外、子孫を隔離することさえも、何も共有していなかったため、これは非常に驚くべき観察結果でした。ほとんどのアリは侵入者に対して極端に不寛容であり、通常は同じ種の侵入者でさえも例外ではありません。

20世紀初頭、オーギュスト＝アンリ・フォレルは、このような共同体を表すために「並生共生」という用語を作り出し、ウィリアム・モートン・ウィーラーのような人たちがこれを採用した。^{[13] [14]} さらに、巣の中で2つの種の間で仕事の役割が分担されているという証拠もある。^[15]並生共生のアリのコロニーが平和的に一緒に餌を探し、食べるという初期の報告は、このような共同体に属する1種のアリが、人工的に与えられた餌から他の種のアリを積極的に追い出し、同時に、新しい餌源への仲間の足跡をたどることで利益を得ているという観察結果によっても裏付けられている。^[14]巣の中で関連する2つの集団の間に直接的な協力や相互作用がない場合でも、共同で巣を守り、維持することで利益を得ることができる。^[16]

パラビオシスは新ラテン語^[10]に最も直接的に由来しているが、ラテン語は2つの古典ギリシャ語の語源に由来している。1つ目はπαρά（パラ）で、「隣に」または「隣に」という意味である。現代の語源学では、この語源は「近い」「外側に」「異なる」など、さまざまな意味で使われている。

• 「パラビオシス」の生理学的な意味では、「パラ」は明らかに「隣」を意味することを意図していたようです。
• 一時的に不活性な生理学的状態を説明する際に、「para」は明らかに「外側」を意味していた。
• 生態学的な用法では、この単語は昆虫学者オーギュスト・アンリ・フォレルによって「共生」の類似語として造られ、やはり「隣り合って」という意味です。ただし、この場合、「一緒に」（「sym-」）との対照に重点が置かれています。

ラテン語の由来となった2番目の古典ギリシャ語の語源は「生命」を意味するβίος ( bios ) です。

• 片利共生 – 種間の有益な共生
• 相利共生（生物学）  – 種間の相互利益的な相互作用
• 共生 – 異なる生物（通常は種）間の密接で長期的な生物学的相互作用