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為何這種小蟲切成十來塊,都能長成一條全新的蟲子

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發表於 2018-6-25 09:26:09 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源:中國科技報


盡管通常還沒有一粒蘋果種子大,但真渦蟲卻是動物王國里讓人羨慕的對象。如果把它們切成十來塊,那麼每一塊最終都會重新生長成一條全新的蟲子——這是一項超越大多數動物的驚人的再生壯舉。  如今,研究人員已經確定了啟動這一過程的細胞以及一種關鍵蛋白質。
  並未參與該項研究的美國聖地亞哥加利福尼亞州立大學發育生物學家Ricardo Zayas表示,這一發現“是該領域的重大突破”。
  研究人員幾十年前便已知道,一組名為成肌細胞的非特異性幹細胞可以幫助真渦蟲再生。但是他們並未搞清到底是哪種類型的成肌細胞產生了這種魔力。

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真渦蟲 圖片來源:iStock.com/tonaquatic


  因此,密蘇里州堪薩斯城斯托瓦斯醫學研究所發育生物學家Alejandro Sanchez Alvarado,利用新技術分離了單個細胞並描述了它們的基因活動。
  這項研究使他和同事確定了具有細胞再生功能的12種可能的候選細胞類型,這些細胞在其表面有一個不尋常的蛋白質,類似於一種細胞表面分子,被稱為跨膜四蛋白,其與人類腫瘤有關——這些蛋白質能夠幫助腫瘤細胞擴散至全身。
  通過製作一個熒光標記並在真渦蟲的跨膜四蛋白中進行追蹤,研究人員能夠分離出一種被稱為成肌細胞亞型2(Nb2)的細胞類型,以進行進一步的測試。
  研究小組在6月14日出版的《細胞》雜志上報道說,當他們切開真渦蟲並跟蹤其傷口恢復時,Nb2細胞的數量迅速增加。這群細胞治癒了切割造成的傷口。
  在另一項實驗中,單獨注射Nb2細胞能夠進行增殖和多樣化,從而拯救被給予致命劑量輻射的真渦蟲。
  Nb2細胞是一種特殊類型的幹細胞。
  在其他生物中,只有發育中的胚胎的第一批細胞(被稱為“全能細胞”)能夠形成肌體的所有組織。在以後的生長過程中,人類和其他動物的幹細胞只能形成有限的細胞類型(稱為多能性)或單一細胞類型。
  “不知何故,真渦蟲保留了一些細胞”,可以成為它們想要的任何細胞類型,Sanchez Alvarado解釋道。
  Sanchez Alvarado及其同事發現,Nb2細胞總是存在於整個真渦蟲中。但是它們只在受傷的個體中增加了產生跨膜四蛋白的基因活性。而且這種蛋白質似乎很關鍵——當研究人員在垂死的不能產生跨膜四蛋白的真渦蟲中加入成肌細胞後,真渦蟲並未得到恢復。
  研究人員表示,目前還不清楚為什麼這種蛋白質是如此重要,但它似乎與細胞間的交流有關。這種蛋白質在傳播癌細胞方面的作用表明,它還可以幫助細胞到達真渦蟲需要修復的部位。
  有了可以標記和分離Nb2細胞的抗體,Sanchez Alvarado和其他人現在可以更詳細地了解跨膜四蛋白的工作原理,以及是什麼在這些細胞中激活了前者的產生。
  其他研究人員也在獲取再生的分子細節方面取得了進展。
  上個月,劍橋市麻省理工學院發育生物學家Peter Reddien在《科學》雜志上報告說,他的研究小組已經隨着真渦蟲的再生,追蹤了每一個細胞的基因活動。另一個研究小組則做了類似的研究。
  Reddien迫切希望回到他的研究中,看看他的團隊在對所有細胞的全面觀察中是否也能識別出Nb2細胞類型。
  “現在就說這些發現將如何轉化為治療方法從而修復人類的部分身體還為時過早。”Reddien說,“但是,發現導致自然再生的機制是一個好的開始。”




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