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脑再生“种子”细胞找到了!

2022/9/18 19:09:26 来源:广州日报

通过一条粉粉的、萌萌的蝾螈,中国科学家在国际上首次获得单细胞水平上的脑发育与再生的空间转录组数据,揭秘了启动蝾螈大脑再生的重要“开关”!

近日,广东省人民医院作为共同通讯作者单位,与华大、武汉大学等国内外单位合作,在国际顶级期刊《科学》(《Science》)发表了题为“利用时空转录组技术解析蝾螈大脑再生的关键干细胞亚型”的原创论文,该院医学研究中心费继锋教授团队找到了在蝾螈大脑损伤后参与再生修复的关键的“种子”细胞,并绘制了大脑再生过程的“蓝图”。

“我们利用蝾螈可近乎完美修复受损大脑的特点,找到了启动大脑再生修复的‘种子’细胞,甚至绘制了它大脑再生过程的‘蓝图’”,费继锋介绍。

通俗地说,团队在蝾螈上建立脑损伤模型,去除一部分端脑组织,形成一个损伤区域,两个月左右,这一脑损伤不见了,团队深入研究蝾螈往这个区域里“填了什么”。

研究首先鉴定出在蝾螈大脑损伤后,参与再生的关键的“种子”细胞——一类不同于大脑成体神经干细胞,但与发育早期干细胞状态非常相似的亚群;之后,进一步通过比较脑再生以及发育过程中的干细胞分化路径以及相应的分子调控网络,发现再生过程实际上是脑发育的重现。

简单来说,就是蝾螈在大脑再生的过程中,能够实现脑神经干细胞的“返老还童”,即创口附近的成熟神经元在再生过程中具有重编程为相对不成熟的新生神经元状态的能力,进一步通过与胚胎时期大脑发育相似的细胞及分子机制,修复再生损伤的大脑。

费继锋团队研究成果的发表,在医学界、科学界引起了强烈关注。而更多人的聚焦点是“脑再生研究”。人们还关注到,与费继锋团队论文同时发表的还有其他来自欧洲、美国的两篇论文,分别用不同技术解析蝾螈大脑再生关键的“种子”细胞类型,这样的发表方式被称为“背靠背发表”。

“因为脑再生难题临床一直解决不了,全球科学家不约而同将经典模式动物的经典再生过程与最新技术结合,才取得了新突破。”费继锋说。

蝾螈70%左右基因与人类同源。费继锋介绍,早在150年前,人们就报道了蝾螈的肢体再生现象,如今通过解析蝾螈(具体为墨西哥钝口螈)全基因组,健全遗传学技术应用,在脑创口找到了介导脑再生的“种子”细胞,发现其脑再生修复的细胞及分子机制,也就相当于找到脑修复“开关”。

那么,涉及大脑“种子”细胞的激活以及关键因子的导入,能否打开包括人类在内的哺乳动物的大脑再生的“开关”?费继锋解释,在研究成果上的进一步探索,为人脑在受损后原位再生与修复带来了新希望,“我们目前开展的蝾螈多组织器官再生机制的研究工作,也有望借鉴到改善人类其他组织器官再生策略的制定,当前主要集中研究方向是以大脑和脊髓为主的中枢神经系统”。

此外,蝾螈是四足脊椎动物,除了脑可再生外,还可肢体再生,而且肢体与人类很像——有皮肤、骨头、肌肉、神经、血管……因此,研究后期可探索辐射到肢体、心肝脾肺肾等脏器的物理损伤后再生上。 


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