• “萌物”研究登上《Science》封面 蝾螈再生有望助力人脑再生

    来源:金羊网 作者:林清清、郝黎、张蓝溪、靳婷 发表时间:2022-09-19 06:37
    金羊网  作者:林清清、郝黎、张蓝溪、靳婷  2022-09-19
    该项研究成果由来自中国、美国、丹麦3个国家的17家单位共同合作完成。
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    文/羊城晚报全媒体记者 林清清 通讯员 郝黎 张蓝溪 靳婷 

     图/受访者提供

    “萌物”蝾螈近日登上了国际顶级期刊《Science》封面(如上图),原因是,外表软萌可爱的它竟拥有这种能力:大脑部分组织被手术切除,两个月后能重生复原,再生的神经元与损失前高度相似;损伤的肢体再生后,皮肤、神经、肌肉也能“修旧如旧”般恰如其分地生长。

    该项研究成果由杭州华大生命科学研究院、深圳华大生命科学研究院、广东省人民医院、中国科学院大学生命科学学院、深圳湾实验室、美国Whitehead生物医学研究所、丹麦哥本哈根大学等来自中国、美国、丹麦3个国家的17家单位共同合作完成。

    团队成员、广东省人民医院医学研究中心教授费继锋表示,该研究揭秘了启动蝾螈大脑再生的重要“开关”。通过进一步深入研究,有望破解再生修复人类大脑的奥秘,为治疗大脑退行性疾病(如帕金森、老年痴呆等)以及其他脑损伤提供有效的临床方案。

    蝾螈受损细胞能“返老还童”

    “目前大脑受到损伤后,在临床上依然缺乏有效的治疗手段。如何找到受损大脑尤其是神经系统再生修复的方法?”费继锋在接受羊城晚报全媒体记者采访时说:“蝾螈是目前已知的四足脊椎动物再生的冠军,而且它的脑结构与人或小鼠等哺乳动物相似度很高。我们利用蝾螈可近乎完美修复受损大脑的这一特点,找到了启动大脑再生修复的‘种子’细胞,并且绘制了大脑再生过程的蓝图。”

    蝾螈的再生能力有多强大?“我们发现,蝾螈的大脑即使被切除了很大一部分,两个月后,这个脑损伤区域就重生复原。而且,在这个重生区域中,丢失的细胞类型都‘恰到好处’地长回来了,再生的神经元与损失前的高度相似。”费继锋说。

    “研究团队花了两年半的时间,构建了蝾螈的脑发育及再生单细胞时空图谱。我们在蝾螈里找到了介导再生的关键‘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。”费继锋说,“我们还发现,这个‘种子细胞’受损后存在一个逆发育的过程,它的再生过程与发育过程类似。也就是说,蝾螈的再生机制是发育的重启,是脑神经干细胞的‘返老还童’。”

    项目最终服务大脑疾病治疗

    研究蝾螈的再生机制,对人类有何意义?费继锋表示,人类多数器官的再生修复能力非常弱,而蝾螈的基因编码序列与人类非常相似。发现介导蝾螈大脑损伤后再生的关键“种子细胞”以及机制后,课题组下一步的研究计划是在包括人类在内的哺乳动物体内实现大脑再生。“其中涉及大脑‘种子细胞’的激活以及关键因子的导入,从而打开人类大脑再生的‘开关’。”费继锋表示,研究计划最终成功实施后,将有望制定新的治疗方法,改善大脑疾病患者的临床康复——即实现人类大脑再生修复。

    团队目前开展了蝾螈多组织器官再生机制的研究工作,有望助力于改善人类其他组织器官再生策略的制定:“蝾螈的肢体损伤后,皮肤、骨头、神经、肌肉都能重新生长,它的心脏、肾脏等内脏器官也可以再生修复,因此蝾螈的再生能力还有望应用到人类临床相关的肢体再生、内脏器官再生等领域。”

    费继锋(左)在广州实验室中

    “蝾螈爸爸”专攻蝾螈研究20年

    “蝾螈长得很可爱,有人把它当作宠物饲养。”与墨西哥钝口螈打交道已有20多年的费继锋饶有兴趣地向记者展示蝾螈的各种图片,“我媳妇戏称我是‘蝾螈爸爸’”。

    “蝾螈这个物种的肢体再生现象,在150年前就首次被报道,随后也长期作为一个模式生物存在。但与小鼠、果蝇相比,太小众了!”费继锋介绍,利用墨西哥钝口螈作为研究对象的课题组,在全球范围内不超过一百家。

    “从接触之初,我就被这可爱小动物的神奇能力深深吸引。”费继锋表示,他师从德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所所长、教授Wieland Huttner攻读博士学位时,曾与国际顶尖组织器官再生领域科学家、教授Elly Tanaka课题组,每周开展一次联合课题讨论会。蝾螈强大的组织器官再生能力引发了他的好奇。于是,在完成博士论文后,费继锋决定加入到Tanaka课题组,研究方向从利用哺乳动物大脑发育转至利用两栖动物探索大脑再生机制。归国后,费继锋在国内建立了世界领先的以墨西哥钝口螈为模型研究组织器官损伤再生的独特实验平台。

    目前,费继锋带领的实验室主要利用所构建的一系列技术体系,结合蝾螈中枢神经系统的再生优势,集中攻关中枢神经系统再生修复机制研究,将研究成果与临床需求紧密结合,希望能够早日开发出改善人类大脑再生的有效药物。

    编辑:郑健龙
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