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揭秘再生超能力:水母触须如何在数天内重新长出来?

2024-03-21

海外星云 2024年2期
关键词:中岛蝾螈水母

你们知道吗?小指甲盖大小的枝手水母能在两到三天内再生出被截断的触手,但它是如何再生的呢?包括蝾螈和昆虫在内的各种物种的功能组织再生都依赖于形成胚芽的能力,胚芽是一簇未分化的细胞,可以修复损伤并长成缺失的附肢。水母、珊瑚和海葵等其他刺胞动物都表现出很强的再生能力,但它们如何形成关键的囊膜直到现在仍是一个谜。

近日,日本科学家发现,枝手水母利用干样增殖细胞再生触手,为囊泡形成过程及其在蝾螈等其他物种中的进化相似性提供了新的见解。

研究小组揭示了类似干细胞的增殖细胞——它们正在积极生长和分裂,但尚未分化成特定类型的细胞出现在受伤部位,并帮助形成囊膜。研究结果近日发表在科学杂志《PLOSBiology》上。

东京大学药学研究生院讲师、论文通讯作者中岛雄一郎说:“重要的是,囊泡中的这些干样增殖细胞与触手中的常驻干细胞不同。修复特异性增殖细胞主要为新形成的触手的上皮——薄外层做出贡献。”

中岛说:“存在于触手内和触手附近的常住干细胞负责在体内平衡和再生过程中生成所有细胞系,这意味着它们可以维持和修复水母一生中所需的任何细胞。修复特异性增殖细胞只有在受伤时才会出现。常驻干细胞和修复特异性增殖细胞共同作用,使触手功能在几天内迅速再生。”

第一作者藤田宗介是药学研究生院中岛实验室的博士后研究员,他表示,这一发现有助于研究人员理解不同动物群体的囊泡形成有何不同。

藤田说:“在这项研究中,我们的目的是利用水母的觸手作为非两栖类动物(或在胚胎发育过程中不形成两侧或左右的动物)的再生模型,研究囊泡的形成机制。”

例如,蝾螈是能够再生肢体的两栖动物。它们的肢体含有仅限于特定细胞类型需求的干细胞,这一过程似乎与水母中观察到的修复特异性增殖细胞类似。

鉴于修复特异性增殖细胞类似于两栖类蝾螈肢体中的受限干细胞,我们可以推测,修复特异性增殖细胞形成的囊泡是动物进化过程中复杂器官和附肢再生独立获得的共同特征。

目前可用来研究细胞起源的工具太有限,无法阐明这些细胞的来源或识别其他不同的干样细胞。

中岛说:“必须引入遗传工具,以便追踪特定细胞系并在枝手水母中进行操作。最终,了解包括水母在内的再生动物的胚泡形成机制,可能有助于我们确定细胞和分子成分,从而提高我们自身的再生能力。”(综合整理报道)(策划/罗媛)

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