蝌蚪再生尾巴,離不開這些細胞

2020-12-22 科技工作者之家

蝌蚪

近日,劍橋大學的研究人員發現了一群特殊的皮膚細胞,它可以調節蝌蚪尾巴的再生。這些「再生組織細胞」有助於解釋自然界中最大的謎團之一,並可能為如何在哺乳動物組織中實現這種能力提供線索。相關論文發表在5月16日的《科學》雜誌上

人們早就知道,有些動物在被截尾後可以重新長出尾巴——亞里斯多德在公元前4世紀就發現了這一點——但我們對支持這種再生潛能的機制仍然知之甚少。而利用「單細胞基因組學」,劍橋大學的科學家們開發了一種巧妙的策略,揭示了蝌蚪再生尾巴時不同細胞發生了什麼。

劍橋大學領導的「單細胞基因組學」的最新進展意味著,科學家現在可以在單個細胞的解析度下,追蹤整個有機體或組織激活了哪些基因。它可以根據細胞對活性基因的特徵選擇,更詳細地區分細胞類型。

這些突破讓科學家們開始揭示細胞身份和譜系的圖譜,尋找控制細胞在胚胎發育過程中不同途徑之間做出選擇、從而產生各種成體細胞類型的因素。利用這項技術,Can Aztekin和Tom Hiscock博士在Jerome Jullien博士的指導下,對非洲爪蟾蝌蚪損傷後再生過程中涉及的細胞類型進行了詳細分析。

Tom Hiscock博士說:「蝌蚪一生中都能再生尾巴,但是在發育中有兩天的時間它們失去了這種能力。我們利用這一自然現象,比較了蝌蚪中有再生能力的細胞類型和不再有再生能力的細胞類型。」結果發現,幹細胞的再生反應是由表皮細胞的一個亞群來協調的,他們稱之為再生組織細胞(Regeneration-Organizing cells,簡稱ROCs)。

Can Aztekin說:「這是一個驚人的過程。截尾後,ROCs從身體轉移到傷口,分泌一種混合生長因子,協調組織前體細胞的反應。然後這些細胞一起發揮作用,再生出大小、形狀和細胞組成都合適的尾巴。」

在哺乳動物中,許多組織,如皮膚表皮、腸上皮和血液系統,都會在一生中經歷不斷的循環,由於疲勞或損傷而丟失的細胞由幹細胞補充。然而除了少數組織外(如肝臟和皮膚),再生整個器官和組織的能力已經喪失,

該研究的合著者Benjamin Simons教授說:「了解某些動物再生整個器官的機制,是了解是否可以在哺乳動物組織中重新喚醒和利用類似現象的第一步,這將對臨床應用產生影響。」

科界原創

編譯:花花

審稿:alone

責編:張夢

期刊來源:《科學》

期刊編號:0036-8075

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