幾十年來果蠅、蝗蟲一直作為生物模型，為科學界貢獻。近日，一項由美國密西根大學(Michigan State University)透過蝗蟲嗅覺神經迴路的研究，紀錄了昆蟲對健康細胞和癌細胞產生的氣體樣本反應。這項研究可為使用昆蟲感覺神經元的設備提供研發基礎，同時也協助癌症早期檢測開發。該研究已在今年5月刊登於預印本平台《BioRxiv》上。
 
目前許多證據證明，癌細胞會發生大量的代謝變化，不只會使癌細胞增殖，也會使患者呼出具有揮發性有機化合物(VOC)成分。因此密西根大學研究團隊，開發一種電生理平台，其將感測器(sensor)附著在蝗蟲大腦，並採用觸角葉神經網路(antennal lobe circuitry)的生物神經規則，進行嗅覺神經反應訊號分析。
 
數據顯示，蝗蟲的嗅覺神經的反應訊號，可對應不同細胞的化學特徵，「可嗅出人類口腔癌細胞和健康細胞的差異，還能可區分不同細胞株」，此外，數據也顯示，VOC誘發的嗅覺群體神經反應非常快速，僅在250毫秒內就能判別其差異。
 
使用蝗蟲的嗅覺神經作為不同氣體判讀的方式，已不是領導此研究的助理教授 Debajit Saha首次從事的研究，2020年Saha就曾利用蝗蟲的嗅覺神經，開發出能檢測易爆危險化學品如DNT化學物質的生物感測系統。
 
雖然此次的研究結果主要為口腔癌細胞的辨識，但研究人員認為，他們的系統適用多數癌症類型。此外研究人員也有興趣將蜜蜂的化學感應能力進一步利用，先前密西根大學團隊也曾透過蜜蜂大腦成功檢測出肺癌生物標記。
 
資料來源：
https://msutoday.msu.edu/news/2022/sniffing-out-cancer-with-locust-brains
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.24.493311v1
 
(編譯/彭梓涵)