兩棲動物表達(dá)的獨特蛋白質(zhì)表明,我們是否具有再生的潛能仍是未知數(shù)。
東方蠑螈(紅點蠑螈)可能是在近代才進(jìn)化出了器官和肢體再生的能力。
人們一般認(rèn)為,動物器官的再生能力是所有多細(xì)胞動物都具有的古老特質(zhì)。然而,對蠑螈的遺傳分析表明,這種能力出現(xiàn)的時間并沒有那么久遠(yuǎn)。
紅點蠑螈(Notophthalmus viridescens)盡管十分小巧,但它的器官再生能力卻遠(yuǎn)超那些最高級的生物技術(shù)實驗室。這種蠑螈可以再生失去的器官,包括心肌、中樞神經(jīng)系統(tǒng)成分,甚至眼睛的晶狀體。
醫(yī)生們希望這種能力是基于一個盡管潛在,但是對所有動物(包括哺乳動物)都普遍存在的遺傳程序基礎(chǔ),這樣就可以將其應(yīng)用于再生藥物。例如,小鼠可以在心肌損傷后產(chǎn)生新的心臟細(xì)胞。
然而,德國巴德諾海姆的馬克斯普朗克心肺研究所的湯姆斯·布朗(Thomas Braun)和同事的研究卻表明,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么簡單。
尋找蠑螈中與人類、小鼠以及果蠅相同的遺傳機(jī)制的研究早已停滯不前,因為蠑螈的基因組非常龐大,超過人類基因組的十倍。于是,布朗和同事檢查了蠑螈基因表達(dá)時產(chǎn)生的RNA(稱為“轉(zhuǎn)錄組”),并運用了3種分析技術(shù)來匯總數(shù)據(jù)。
團(tuán)隊首次匯總了紅點蠑螈(N. viridescens)的全部RNA轉(zhuǎn)錄本,檢查了蠑螈胚胎及幼體的心臟、四肢和眼球的原始和再生組織。
研究者發(fā)現(xiàn)了120,000多條RNA轉(zhuǎn)錄本,其中大約有15,000條編碼了蛋白質(zhì)。其中,又有826條是蠑螈特有的。此外,有幾條序列在原始和再生器官中的表達(dá)量有差異。這個結(jié)果被發(fā)表在《基因組生物學(xué)》(Genome Biology)雜志上。
現(xiàn)代還是原始?
這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步表明了這種再生能力是近期進(jìn)化的,倫敦大學(xué)的杰若米·布洛克斯(Jeremy Brockes)說,他的研究第一次證明了蠑螈再生器官中表達(dá)的蛋白質(zhì)沒有出現(xiàn)在其他脊椎動物中。
“我再也不相信我們有潛在的古老再生程序了”,布洛克斯說,“然而,我完全相信,利用蠑螈再生的機(jī)制,可以誘導(dǎo)哺乳動物細(xì)胞再生?!?/p>
德國德累斯頓的再生療法中心的艾利·田中(Elly Tanaka)則表示,要說這種特征是古老的還是新近產(chǎn)生的未免過于“涇渭分明”了。她指出,事實的情況可能介于兩者之間?!翱赡茏嫦戎写_實存在著再生能力,但蠑螈產(chǎn)生了物種特異適應(yīng)性,讓它擁有了遠(yuǎn)超其他脊椎動物的再生能力?!?/p>
此外,田中補(bǔ)充道,科學(xué)家可以通過研究這些灰色地帶,找出蠑螈和其他動物(如魚類)再生能力的潛在應(yīng)用價值。研究者應(yīng)該進(jìn)行更可行的研究,比如疤痕和燒傷的恢復(fù)或加快器官再生速度,而不是關(guān)注令人驚嘆卻不太現(xiàn)實的截肢者肢體的完整再生。