“超級再生”動物激發人類醫療靈感

在受傷后，一些渦蟲幾乎可以再生體內的所有細胞，墨西哥鈍口螈可以重建整個四肢和部分大腦，斑馬魚可以修復斷裂的脊髓，綠安樂蜥則能重新長出尾巴。

魚類、兩棲動物、爬行動物和蠕蟲展現的再生能力令研究人員著迷已久，而大多數哺乳動物卻不具備這種能力。如今，由于基因組學、蛋白質組學和單細胞成像技術的進步，科學家能夠將從這些動物身上獲得的知識應用于人類細胞研究。

“當前學界正大力探索具有超強再生能力的物種，并嘗試盡快將研究發現轉化應用。”美國南加州大學的Albert Almada表示。

近日，在中國香港舉行的國際干細胞研究學會會議上，多個研究團隊展示了最新成果。

一條脊髓斷裂的斑馬魚可在8周內從癱瘓狀態恢復到靈活游動。美國華盛頓大學圣路易斯分校的Mayssa Mokalled及團隊發現，斑馬魚體內一類細胞對這種恢復至關重要，且這些細胞與人類胎兒的星形膠質細胞相似。受傷后，星形膠質細胞會在損傷部位周圍形成保護屏障，但也可能抑制神經元修復。

Mokalled團隊在斑馬魚體內尋找誘導再生細胞激活的相關分子。當他們將相同分子引入人類星形膠質細胞時，這些細胞的形態和行為開始向斑馬魚細胞趨近。在初步研究中，研究人員將轉化后的人類細胞移植到小鼠體內，發現這些細胞更有效地形成了保護屏障，同時損傷后的抑制反應有所減弱。“我希望這項研究能最終轉化為療法。”Mokalled說。

然而，斑馬魚與人類在進化譜系上相距甚遠，Almada關注的是綠安樂蜥。這種蜥蜴是現存與人類親緣關系最近且能再生完整附肢的動物。人類和蜥蜴共享許多相同基因。“我們認為這一模型更適用于人類生物學，因為它們在DNA層面具備許多相同的機制。”Almada解釋說。

在會議上，Almada闡述了蜥蜴的一群肌肉干細胞如何實現尾巴再生。他指出，這些細胞與小鼠和人類的肌肉干細胞相似，但蜥蜴的細胞能從零開始制造肌肉組織，而小鼠和人類的同類細胞無法做到這一點。Almada希望弄清蜥蜴細胞的這一能力機制，并最終將其應用于人類肌肉生長，以治療肌萎縮性疾病、增強老年人肌肉功能及促進傷口愈合。

奧地利維也納大學的Florian Raible則在研究另一種“超級再生”動物——多毛類海洋蠕蟲。這種蠕蟲在幼年時具有驚人的再生能力，但隨著激素變化，成年后會逐漸喪失。“它是研究再生能力強弱的理想模型。”Raible說。

該蠕蟲的神經系統與脊椎動物的中樞神經系統具有相似性，使其成為研究人類脊髓損傷的相關模型。

在切斷蠕蟲軀干的實驗中，Raible團隊發現，傷口附近殘留的部分細胞會轉化為干細胞，并開始重建身體，包括神經細胞。這一過程伴隨蠕蟲體內“山中因子”同源分子的表達，科學家常用這類分子將成人細胞重編程為胚胎樣狀態。Raible認為，這意味著人類體內可能存在一種從成體組織中重建干細胞的自然途徑。