Nature:像蠑螈那樣再生?懸
日期:2013-02-25 09:08:58
一些動(dòng)物再生組織的能力,一般被認(rèn)為是所有多細(xì)胞動(dòng)物所共有的古老程序,也就是說(shuō)哺乳動(dòng)物乃至人類(lèi)也具有那樣的再生潛能。然而,一項(xiàng)蠑螈測(cè)序研究對(duì)這一觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn),研究顯示蠑螈再生特性的進(jìn)化實(shí)際上要晚得多。
紅色斑點(diǎn)蠑螈(Notophthalmus viridescens)雖然小,但其組織工程學(xué)技藝卻令人驚嘆。蠑螈能夠再生失去的組織,包括心肌、中樞神經(jīng)系統(tǒng)元件甚至眼睛的晶狀體。
醫(yī)生們一直希望蠑螈的這種能力依賴(lài)于基礎(chǔ)遺傳學(xué)程序,而該程序潛伏在包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的所有動(dòng)物中,這樣他們就可以在再生醫(yī)學(xué)中利用蠑螈的再生機(jī)制。舉例來(lái)說(shuō),小鼠在受到心肌損傷后能夠再生新的心臟細(xì)胞。
然而,馬普研究所的Thomas Braun及其同事發(fā)現(xiàn),事情可沒(méi)那么簡(jiǎn)單。
蠑螈的基因組相當(dāng)龐大,比人類(lèi)基因組大十倍。要像研究人類(lèi)、小鼠和果蠅基因組那樣分析蠑螈基因組,可不那么容易。Braun及其同事將目光轉(zhuǎn)向基因表達(dá)所產(chǎn)生的RNA,他們對(duì)蠑螈的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了研究。
研究人員從頭組裝了N. viridescens的轉(zhuǎn)錄組,并對(duì)多種原始組織和再生組織中的蛋白表達(dá)情況進(jìn)行了比較,包括蠑螈胚胎和幼體的心臟、四肢和眼睛。
研究人員發(fā)現(xiàn),蠑螈轉(zhuǎn)錄組有超過(guò)120,000個(gè)RNA轉(zhuǎn)錄本,約有15,000個(gè)轉(zhuǎn)錄本編碼蛋白質(zhì),而且其中有826個(gè)轉(zhuǎn)錄本是蠑螈所獨(dú)有的。此外,有些序列在原始組織和再生組織間存在差異性表達(dá)。文章發(fā)表在近期的Genome Biology雜志上。
古老程序還是新興特性?
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)再次顯示,蠑螈再生能力的進(jìn)化較晚,英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的Jeremy Brockes說(shuō)。他曾首先發(fā)現(xiàn),蠑螈再生組織所表達(dá)的蛋白,并不存在于其他脊椎動(dòng)物。
“我不再認(rèn)為,有什么古老的再生程序在等待喚醒,” Brockes說(shuō)?!安贿^(guò),我絕對(duì)相信在蠑螈中獲取的知識(shí),能夠幫助我們促進(jìn)哺乳動(dòng)物組織更好地再生?!?/SPAN>
不過(guò)就此斷言蠑螈再生能力是古老程序還是新興特性,未免過(guò)于絕對(duì),德國(guó)Dresden再生治療中心的Elly Tanaka說(shuō)。她認(rèn)為,事實(shí)可能介于二者之間。“可能的確存在著古老的再生程序,只不過(guò)蠑螈的特性使其再生能力遠(yuǎn)超其他脊椎動(dòng)物?!?/SPAN>
Tanaka補(bǔ)充道,與其想利用蠑螈(或其他動(dòng)物)的再生能力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模再生,例如截肢后重新長(zhǎng)出完整的肢體,還不如做一些更為可行的嘗試,例如增強(qiáng)傷口愈合能力或者加快器官再生速度。