斑馬魚的再生能力可為人類醫(yī)療提供啟示。
本報(bào)訊 受傷后，一些蠕蟲(chóng)幾乎可以再生出體內(nèi)的所有細(xì)胞，墨西哥鈍口螈可以重建整個(gè)四肢和部分大腦，斑馬魚可以修復(fù)斷裂的脊髓，而綠安樂(lè)蜥則能重新長(zhǎng)出尾巴。
魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物和蠕蟲(chóng)展現(xiàn)出的再生能力令科學(xué)家著迷，而大多數(shù)哺乳動(dòng)物卻不具備這種能力。如今，由于基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和單細(xì)胞成像技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家正在將從這些動(dòng)物身上獲得的知識(shí)應(yīng)用于人類細(xì)胞研究。
“當(dāng)前，學(xué)術(shù)界正大力探索具備超強(qiáng)再生能力的物種，并嘗試盡快將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用。”美國(guó)南加州大學(xué)的Albert Almada表示。
在近日于中國(guó)香港舉行的國(guó)際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)會(huì)議上，多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)展示了他們的最新成果。
一條脊髓斷裂的斑馬魚可在8周內(nèi)從癱瘓狀態(tài)恢復(fù)到能夠靈活游動(dòng)。美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的Mayssa Mokalled團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，斑馬魚體內(nèi)的一類細(xì)胞對(duì)這種恢復(fù)至關(guān)重要，且這些細(xì)胞與人類胎兒的星形膠質(zhì)細(xì)胞很相似。受傷后，星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)在損傷部位周圍形成保護(hù)屏障，但也可能抑制神經(jīng)元修復(fù)。
Mokalled團(tuán)隊(duì)尋找了能夠激活那些在斑馬魚體內(nèi)誘導(dǎo)再生的細(xì)胞的分子。當(dāng)他們將相同分子引入人類星形膠質(zhì)細(xì)胞時(shí)，這些細(xì)胞的形態(tài)和行為開(kāi)始接近斑馬魚細(xì)胞。在初步研究中，研究人員將轉(zhuǎn)化后的人類細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞能有效形成保護(hù)屏障，同時(shí)損傷后的抑制反應(yīng)有所減弱。Mokalled希望這項(xiàng)研究最終能轉(zhuǎn)化為相關(guān)療法。
但斑馬魚與人類在進(jìn)化譜系上相去甚遠(yuǎn)，而Almada關(guān)注的綠安樂(lè)蜥則不同。這種蜥蜴是現(xiàn)存與人類親緣關(guān)系最近且能再生完整附肢的動(dòng)物。人類和蜥蜴共享許多相同基因?！拔覀冋J(rèn)為這一模型更適用于研究人類生物學(xué)，因?yàn)閮烧咴贒NA層面具備許多相同的機(jī)制?！盇lmada解釋說(shuō)。
在會(huì)議上，Almada闡述了蜥蜴的肌肉干細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)尾巴再生。他指出，這些細(xì)胞與小鼠和人類的肌肉干細(xì)胞相似，但蜥蜴的肌肉干細(xì)胞能從零開(kāi)始制造肌肉組織，而小鼠和人類的細(xì)胞則無(wú)法做到這一點(diǎn)。Almada希望弄清蜥蜴肌肉干細(xì)胞如何具備這一能力，并最終將其應(yīng)用于人類肌肉的生長(zhǎng)，以治療肌萎縮性疾病、增強(qiáng)老年人肌肉功能并促進(jìn)傷口愈合。
奧地利維也納大學(xué)的Florian Raible則在研究另一種“超級(jí)再生”動(dòng)物——多毛類海洋蠕蟲(chóng)。這種蠕蟲(chóng)在幼年時(shí)具備驚人的再生能力，但隨著激素變化，在成年后會(huì)逐漸喪失這種能力。Raible說(shuō)，這種蠕蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)與脊椎動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有相似性，使其成為研究人類脊髓損傷的相關(guān)模型。
在切斷蠕蟲(chóng)軀干的實(shí)驗(yàn)中，Raible團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，傷口附近殘留的部分細(xì)胞會(huì)轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，并開(kāi)始重建身體，包括重建神經(jīng)細(xì)胞。這一過(guò)程伴隨蠕蟲(chóng)體內(nèi)名為“山中因子”的同源分子的表達(dá)，科學(xué)家常用這類分子將成人細(xì)胞重編程為胚胎樣狀態(tài)。Raible認(rèn)為，這意味著人類體內(nèi)可能存在一條從成體組織中重建干細(xì)胞的自然途徑。（王方）
