@ 2018.04.21 , 10:00

七鳃鳗与人共享逆转脊髓损伤的基因

仅从名字,我们也能猜到,七鳃鳗长得和人类不一样。它看起来像是鳗鱼:没有鳍的蛇状身体、鼓起的眼睛、嘴呈圆筒形,没有上下颚,口腔很像人的眼睛,却布满锋利牙齿,有些分支以吸食其他鱼类的血液而活。

七鳃鳗与人共享逆转脊髓损伤的基因
credit:123RF

然而,这些与外星生物更相似的生物与人类共享着相当不平凡的东西:我们都含有一组特定的基因,而对七鳃鳗来说,这一基因使得它能够修复自身脊髓的损伤。

这一发现给予了现代医学丰富的想象空间:如果有一天我们能够激活人类细胞核中的同一基因,我们就可以逆转脊髓损伤——甚至治愈瘫痪。

这些基因由海洋生物实验室(MBL)、Feinstein医学研究所、霍夫斯特拉大学祖克医学院、肯塔基大学和西奈山伊坎医学院的科学家联合测定。

在他们的实验中,受伤的七鳃鳗在10至12周内从完全瘫痪变成行动如常。

“科学家们长久以来就知道,七鳃鳗可以从脊髓损伤中自我恢复,但我们并不知道伴随并支持这种卓越能力的分子机制,”Feinstein研究所和Zucker学院副教授Ona Bloom在新闻发言稿中说道,“在这项研究中,我们定位了在复苏过程中所有发生变化的基因,现在我们已经掌握了这些信息,我们可以用它来测试哪些具体的途径在自我修复的过程发挥着作用。”

为了精准定位在七鳃鳗自我修复过程中起作用的遗传物质,研究人员必须先令该动物瘫痪,方法是切断相应的脊髓。

在损伤发生数小时后,研究人员从瘫痪的七鳃鳗的大脑和脊髓中取样,在接下来的三个月内每天都要重复取样。

这些样本帮助科学家识别动物在受伤后激活的基因和信号通路——由细胞产生的控制其功能的蛋白质和其他化学物质。

研究小组发现了一条对自我恢复功能至关重要的途径:如果Wnt信号通路被阻断,动物就无法恢复健康。

研究人员也惊讶地发现,变化不仅发生在动物的受伤脊髓中,也同时发生在大脑内。

MBL的尤金贝尔再生生物学和组织工程学中心主任Jennifer Morgan在新闻发布会上说:“研究肯定了脊髓损伤会对大脑产生极大影响的想法。公众可能都在想,'你们做得这些能用来治疗我们的脊髓损伤么?'好吧,科学就是科学,我们的数据确实支持这样的想法,我们也希望知道大脑的更多秘密。”

是的,这一发现可能在相当长的一段时间里还无法转化成可行的医疗手段。

现在研究人员知道了七鳃鳗的自我恢复过程中有哪些基因发生了变化,他们将激活或关闭某些基因和信号通道,以便深入了解自我愈合所需的精确条件。一旦确定了这组序列,就可以在其他动物身上进行测试。

这些发现是更广泛的修复脊髓损伤(即使不能完全治愈)的一项庞大计划中的一部分。

科学家已经通过大鼠干细胞、猴子脑植入物、甚至人类电刺激这些手段,在部分或完全地逆转瘫痪方面取得了很多进展。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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