心臟不能再生,失去眼睛的洞穴魚遭遇了什麼

2021-01-15 IT之家

科學家們正在研究生活在墨西哥北部洞穴中的一種魚類,它們與孔雀魚一般大小、盲目、半透明。科學家研究這種魚類是為了弄清楚為什麼有些動物的心臟能夠再生,但其他動物只會增添一道疤痕。

▲圖片來源:COLIN BEESLEY

「數百萬年前,生活在河流中的一些表面魚類湧入洞穴中,當河水的水位下降時它們被困在山洞中,然後失去了眼睛和顏色來適應洞穴生活,」牛津大學的發展科學家以及科研人員Mathilda Mommersteeg說。「我們發現,像斑馬魚一樣,河裡的表面魚的心臟可以再生,但是一些洞穴魚的心臟不能再生卻會形成永久性疤痕。於是我們將墨西哥洞穴魚作為心臟再生研究的新模型。」

Mommersteeg和她的團隊在實驗室培養了表面魚和洞穴魚,對一些魚進行手術以去除它們心臟的一部分。手術後,表面魚能夠慢慢地使缺失的組織再生,而洞穴魚則產生了疤痕。當他們將表面魚和洞穴魚雜交並進行相同的手術後,它們的後代表現出了不同的再生水平,這表明再生心臟組織的能力在這些魚中是可遺傳的。

他們使用敲除模型和數量性狀基因座分析測試了lrrc10的再生作用。lrrc10是一種小鼠和人類都有的心肌特有的神秘基因。他們發現lrrc10和三個DNA片段可能在心臟再生中發揮作用。

「數量性狀基因座分析是一種能夠找出所有表面魚DNA中哪一部分對心臟再生最為重要的方法,」倫敦大學學院的發育生物學家以及研究人員Yoshiyuki Yamamoto說,「我們已經在DNA中發現了三個區域,這些區域包含了造成心臟損傷後再生還是留疤差異的基因。」

研究人員接下來想要找出他們確定的區域中哪些基因是心臟再生的關鍵性調節因子。

「下一步是找出為什麼表面魚心臟可以再生,但是洞穴魚不能,」Mommersteeg說,「在它們適應洞穴生活的時候發生了什麼事情阻止它們重生自己的心臟?」

相關焦點

  • 對具有心臟再生功能魚類的研究或為心臟病患者心臟修復帶來新方法
    由英國牛津大學發育與再生科學家Mathilda Mommersteeg教授領導的一個歐洲研究小組,已經轉向一種非凡的魚種,試圖解決這一心臟修復難題。盲穴魚墨西哥脂鯉(Astyanax mexicanus)是一種淡水魚,有兩種非常不同的形式。第一種是在墨西哥和德克薩斯州南部的河流和小溪中發現的一種外觀平淡無奇的魚。但在洞穴深處的水池中也能發現同樣的魚種。
  • 牛津大學發現墨西哥魚心臟自愈基因 人體內同樣存在
    【環球網綜合報導】據英國《每日郵報》11月21日報導,牛津大學科學家近日在墨西哥脂鯉體內發現一種可以修復自身心臟的基因Irrc10,在人體中也存在同樣的基因,因此有望為人類的心臟病治療提供希望。資助這項研究的英國心臟基金會表示,英國有50多萬人患有心力衰竭,通常是心臟病發作造成的。患有心力衰竭的人無法使受損的心臟再生,心臟移植通常就是唯一的治療方法。而這一特殊基因表明,我們有一天能夠以同樣的方式治癒人類的心臟病。為了這項研究,瑪蒂爾達莫默斯蒂格博士和她的團隊研究了兩種墨西哥脂鯉魚——河魚和穴居魚。這兩種生物都曾生活在墨西哥北部的河流中。
  • 洞穴魚|快速物種分化和神秘的盲魚
    每個麗脂鯉品種都有各自的特徵,比如洞穴魚沒有眼睛,遊動時依靠感知身體側面水壓的變化決定前進方向。洞穴魚和淺水魚的另一個差別在於淺水魚體表一般是閃耀的銀色,而洞穴魚則周身幾乎沒有色素沉著,因而鱗片呈淡粉色。 目前已經發現了約30種洞穴魚,每種洞穴魚都是以他們居住的洞穴命名的。不同洞穴中的洞穴魚有著共同的祖先。在長期演進過程中,它們各自獨立進化出了相似的特性。
  • 別再找什麼錦鯉了,這種脂鯉擁有心臟自愈能力,也許能為人類續命
    心臟病發作後,受損的心臟肌肉組織將被不會跳動的瘢痕組織替代。這會使肌肉被永久削弱,容易引起更多的問題。但如今新的希望出現了:科學家在了解一種魚的心臟自愈能力上已經取得巨大進展。大約150萬年前,一種名叫墨西哥脂鯉的魚生活在墨西哥北部的河流裡(至今仍在)。其中一些被季節性洪水衝入洞穴,永遠困於其中。隨著時間的推移,它們漸漸失去了視力,皮膚也失去了顏色,而那些仍然生活在河裡的同類還是原來的樣子。如今棲息於河流中的墨西哥脂鯉在心臟受損後,能重新長出會跳動的心臟組織。科學家研究了生活在洞穴中的盲眼墨西哥脂鯉,發現它們無法做到這一點。
  • 激活癌基因可以使心臟再生!
    但在心臟裡,什麼也沒有發生。他們發現,心肌細胞中Myc驅動的活動嚴重依賴於細胞內另一種名為細胞周期蛋白T1的蛋白質的水平,這種蛋白質是由一種名為Ccnt1的基因製造的。當Ccnt1和Myc基因同時表達時,心臟進入再生狀態,其細胞開始複製。研究結果近日發表在Nature Communications上。
  • 用細胞救命:美國興心臟和大腦再生技術研發熱
    據提前出版的《商業周刊》報導,器官再生研究工作目前集中於生命的「孿生」發動機:大腦和心臟。心臟病每年使70萬美國人死亡,是美國人致死的主要原因。每年還另有20萬美國人死於中風、早老性痴呆症、震顫麻痺症和其他腦部疾病。這些疾病使美國每年耗費4000億美元,其中至少有150億美元花在購買根本治不了這些疾病的藥物上。
  • 魚的心臟
    前幾天寫了魚的鱗片和血液,今天來寫下魚的心臟。心臟是一個很神奇的器官,當魚從魚卵孵化出來,就能看到魚的心臟跳動。現在醫學判定死亡的兩個標準,一個是腦死亡,一個就是當心臟停止跳動半小時以上,心臟不能復跳,以此判定死亡。當魚的心臟不跳動30分鐘以上,也就意味著這條魚死亡了。
  • 用你的細胞救你的命 美研發心臟和大腦再生技術
    據提前出版的《商業周刊》報導,器官再生研究工作目前集中於生命的「孿生」發動機:大腦和心臟。心臟病每年使70萬美國人死亡,是美國人致死的主要原因。每年還另有20萬美國人死於中風、早老性痴呆症、震顫麻痺症和其他腦部疾病。這些疾病使美國每年耗費4000億美元,其中至少有150億美元花在購買根本治不了這些疾病的藥物上。
  • 魚有心臟嗎?
    魚是生活在水裡的水生冷血最古老脊椎動物,用鰓呼吸,分布在海洋和淡水中,海洋中生活著佔三分之二,其餘的生活在淡水中,世界上現存已發現的魚類約二萬六千種,但是很多人認為魚沒有心臟,真的是這樣的嗎?魚有心臟嗎?魚有心臟。
  • Science特刊:人體能不能完美修復與再生?
    討論修復與再生是希望能解決年齡帶來的皺紋和脆弱的膝蓋;以及疾病或損傷導致失明,傷口不癒合,心臟功能喪失等等問題。與蠑螈和渦蟲相比,人類與生俱來的再生能力是有限度的。我們會留下疤痕、活動性變差、功能減弱。
  • 寮國深洞穴發現神奇巨蟹蛛 眼睛消失身體如透明
    在寮國發現的無眼蜘蛛    科學網(kexue.com)訊 北京時間8月13日消息,法蘭克福Senckenberg研究院的科學家發現了世界上第一個沒有眼睛的巨蟹蛛
  • 神秘又古怪的魚:盲魚
    在我國雲南、廣西、四川等地的水下洞穴中也有盲魚的蹤跡。………世界上有不少地方,在完全黑暗的洞穴中也同樣生活著各種不同種類的魚。例如,北美的洞鱸魚和古巴的盲須䲁都是有名的盲魚。洞鱸魚很小,一般只能長到16~20釐米。身上生有黑色的縱條紋,眼睛已被皮膚覆蓋,只留下一個痕跡。
  • Science:神奇的動物竟能讓失去的眼睛重新長出
    如果在淡水中生活的小型真渦蟲地中海圓頭渦蟲(Schmidtea mediterranea)的眼睛發生了什麼意外,它們可以在幾天內把眼睛長回來。它們是如何做到這一點的,這是一個科學難題---美國懷特黑德研究所的Peter Reddien實驗室多年來一直在研究這個問題。
  • 動物竟能讓失去的眼睛重新長出?新研究揭示奧秘
    本文轉載自「細胞」 如果在淡水中生活的小型真渦蟲地中海圓頭渦蟲(Schmidtea mediterranea)的眼睛發生了什麼意外,它們可以在幾天內把眼睛長回來。它們是如何做到這一點的,這是一個科學難題---美國懷特黑德研究所的Peter Reddien實驗室多年來一直在研究這個問題。
  • 世界上幾種奇特的魚:沒有眼睛他們是怎麼生存的
    洞穴魚,顧名思義,通常生活在黑暗的淡水洞穴裡。生活在水面河流裡的物種也是需要好的視力才能生存,但當它們住進洞穴裡時,這種感覺器官就不再需要了,這種變異導致一些魚失去了視力。這也是生物進化的一個典型例子,這種特徵是由世界各地不相關的洞穴魚類進化而來的。
  • 殘酷的「用進廢退」規律,這種魚長期生存在黑暗中,眼睛都退化了
    穴居盲魚因為一生都生存在黑暗的石灰巖洞的淡水中,由於不需要視力,它們之中的大部分的眼睛退化得非常小,有些甚至連眼睛都沒有,完全失去了視力功能。但匪夷所思的是,在墨西哥的很多河流中,還有一種叫做墨西哥脂鯉的魚類,跟墨西哥穴居盲魚是同一個物種,它們有正常的視力。
  • 剛果河中的怪魚:白色沒有眼睛的「瀕死之魚」
    在剛果河的下遊流域,有一種魚叫白色盲魚,當地人稱其為「瀕死之魚」,因為當漁民將這種魚捕捉上岸後發現它們不是已經死亡就是瀕死狀態。瀕死之謎這種魚在剛果河裡並不多見,名為「遺眼亮麗鯛」,是慈鯛的一種。遺眼亮麗鯛不像其他慈鯛那樣擁有鮮豔的顏色,而是渾身蒼白而且沒有眼睛,故稱為白色盲魚。這種生理特徵是生活在黑暗洞穴的生物應該有的特徵,但奇怪的是這片流域並沒有洞穴。這種怪事引起了研究人員的注意,他們從漁民手中獲得幾條這樣的魚,經過觀察發現魚皮膚下方和整個魚鰓分布著許多氣泡。研究人員想到了一種「減壓病」,這是快速上浮的潛水人員容易遇到的一種症狀。
  • 如果人的器官可以再生,患哪些病的人就有福了?實現再生指日可待
    是啊,為什麼世界上有很多生物失去身體的一部分可以再生出一模一樣的,人卻不能呢?我們人類的細胞,真的就不具有再生的潛力嗎? 如果人體可以再生,這4種病就有救了 心臟疾病 美國德克薩斯大學西南分校的研究人員2019年在《美國國家科學院院刊》發表了關於心臟再生的研究,在哺乳動物的試驗中,小鼠心臟受傷後,可以再生大量的心臟組織。
  • 不僅能再生器官,還能再生大腦,這種生物隱藏人類肢體再生的秘密
    科學家發現蠑螈可以再生四肢、尾巴、脊髓、眼睛,有些物種甚至能夠再生晶狀體和一半的大腦,蠑螈的組織再生過程不會產生疤痕,幾乎完美複製受損前的部位,而且在幾個月內,整個肢體包括皮膚、骨骼、肌肉組織,甚至神經末梢都能夠得到恢復。這也使得它們成為科學家們最喜歡的模型生物之一。
  • 多彩海魚|不能惹的海底毒王——石頭魚
    石頭魚又叫「玫瑰毒 」 ,與玫瑰花一樣長有刺,且有毒。石頭魚形狀怪異、體貌醜陋,蟄伏在海底就像石頭,不容易被發覺。