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七鰓鰻與人共享逆轉脊髓損傷的基因

僅從名字,我們也能猜到,七鰓鰻長得和人類不一樣。它看起來像是鰻魚:沒有鰭的蛇狀身體、鼓起的眼睛、嘴呈圓筒形,沒有上下顎,口腔很像人的眼睛,卻佈滿鋒利牙齒,有些分支以吸食其他魚類的血液而活。

七鰓鰻與人共享逆轉脊髓損傷的基因

credit:123RF

然而,這些與外星生物更相似的生物與人類共享著相當不平凡的東西:我們都含有一組特定的基因,而對七鰓鰻來說,這一基因使得它能夠修復自身脊髓的損傷。

這一發現給予了現代醫學豐富的想象空間:如果有一天我們能夠啟用人類細胞核中的同一基因,我們就可以逆轉脊髓損傷——甚至治癒癱瘓。

這些基因由海洋生物實驗室(MBL)、Feinstein醫學研究所、霍夫斯特拉大學祖克醫學院、肯塔基大學和西奈山伊坎醫學院的科學家聯合測定。

在他們的實驗中,受傷的七鰓鰻在10至12周內從完全癱瘓變成行動如常。

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“科學家們長久以來就知道,七鰓鰻可以從脊髓損傷中自我恢復,但我們並不知道伴隨並支援這種卓越能力的分子機制,”Feinstein研究所和Zucker學院副教授Ona Bloom在新聞發言稿中說道,“在這項研究中,我們定位了在復甦過程中所有發生變化的基因,現在我們已經掌握了這些資訊,我們可以用它來測試哪些具體的途徑在自我修復的過程發揮著作用。”

為了精準定位在七鰓鰻自我修復過程中起作用的遺傳物質,研究人員必須先令該動物癱瘓,方法是切斷相應的脊髓。

在損傷發生數小時後,研究人員從癱瘓的七鰓鰻的大腦和脊髓中取樣,在接下來的三個月內每天都要重複取樣。

這些樣本幫助科學家識別動物在受傷後啟用的基因和訊號通路——由細胞產生的控制其功能的蛋白質和其他化學物質。

研究小組發現了一條對自我恢復功能至關重要的途徑:如果Wnt訊號通路被阻斷,動物就無法恢復健康。

研究人員也驚訝地發現,變化不僅發生在動物的受傷脊髓中,也同時發生在大腦內。

MBL的尤金貝爾再生生物學和組織工程學中心主任Jennifer Morgan在新聞釋出會上說:“研究肯定了脊髓損傷會對大腦產生極大影響的想法。公眾可能都在想,’你們做得這些能用來治療我們的脊髓損傷麼?’好吧,科學就是科學,我們的資料確實支援這樣的想法,我們也希望知道大腦的更多祕密。”

是的,這一發現可能在相當長的一段時間裡還無法轉化成可行的醫療手段。

現在研究人員知道了七鰓鰻的自我恢復過程中有哪些基因發生了變化,他們將啟用或關閉某些基因和訊號通道,以便深入瞭解自我癒合所需的精確條件。一旦確定了這組序列,就可以在其他動物身上進行測試。

這些發現是更廣泛的修復脊髓損傷(即使不能完全治癒)的一項龐大計劃中的一部分。

科學家已經通過大鼠幹細胞、猴子腦植入物、甚至人類電刺激這些手段,在部分或完全地逆轉癱瘓方面取得了很多進展。

本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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