研究人員認(rèn)為，他們距離解決為什么一些脊椎動(dòng)物可以再生脊髓而其他人(包括人類)在脊髓損傷后產(chǎn)生疤痕組織，導(dǎo)致終生受損的神秘性更近了一步。海洋生物實(shí)驗(yàn)室(MBL)的科學(xué)家已經(jīng)確定了蠑螈蠑螈中的基因“伙伴”，當(dāng)它們被激活時(shí)，允許神經(jīng)管和相關(guān)神經(jīng)纖維在嚴(yán)重脊髓損傷后進(jìn)行功能性再生。雖然這些基因也存在于人類中，但它們以不同的方式被激活。

該團(tuán)隊(duì)的研究(“ AP-1cFos / JunB / miR-200a在蠑螈脊髓再生過(guò)程中調(diào)節(jié)促再生膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng) ”)出現(xiàn)在 Nature Communications Biology上。

“蠑螈具有在脊髓橫斷后功能性再生的顯著能力。為了應(yīng)對(duì)損傷，蠑螈脊髓中的GFAP +神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增殖并遷移以替換缺失的神經(jīng)管并為軸突再生創(chuàng)造一個(gè)允許的環(huán)境。調(diào)節(jié)促再生蠑螈神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)的分子途徑知之甚少，“研究人員寫道。

“這里我們顯示axolotl神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在損傷后上調(diào)AP-1cFos / JunB，這促進(jìn)了再生的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中miR-200a的損傷誘導(dǎo)的上調(diào)抑制了這些細(xì)胞中c-Jun的表達(dá)。再生期間miR-200a的抑制導(dǎo)致軸突再生的缺陷并且轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示miR-200a抑制導(dǎo)致涉及反應(yīng)性神經(jīng)膠質(zhì)增生，神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕，細(xì)胞外基質(zhì)重塑和軸突導(dǎo)向的基因的差異調(diào)節(jié)。這項(xiàng)工作確定了miR-200a在脊髓再生過(guò)程中抑制蠑螈神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)性膠質(zhì)增生的獨(dú)特作用。“

“[Axolotls]是再生的冠軍，因?yàn)樗鼈兛梢栽偕鄠€(gè)身體部位。例如，如果你在脊髓中制造病變，它們可以完全再生它并恢復(fù)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)控制，“尤金貝爾再生生物學(xué)和組織工程中心的副科學(xué)家Karen Echeverri博士說(shuō)。“我們想要了解在分子水平上有什么不同，這會(huì)促使他們朝著這種促再生反應(yīng)而不是形成疤痕組織。”

Echeverri先前的研究表明，在蠑螈和人類中，c-Fos基因在脊髓損傷后神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中上調(diào)。她也知道c-Fos無(wú)法獨(dú)自行動(dòng)。

“這就是我們所謂的專性異二聚體，所以它必須有一個(gè)生活中的伴侶，”Echeverri說(shuō)。“c-Fos在蠑螈方面的合作伙伴與人類不同，這似乎對(duì)傷害的反應(yīng)完全不同。”

在人類損傷反應(yīng)中，c-Fos與基因c-Jun配對(duì)。然而，在蠑螈中，Echeverri和她的團(tuán)隊(duì)確定用JunB基因激活c-Fos。這種基因激活的差異可追溯到調(diào)節(jié)基因表達(dá)的microRNA的作用。

通過(guò)蠑螈的microRNA修飾基因表達(dá)，他們能夠強(qiáng)制人類配對(duì)c-Fos與c-Jun。具有人類配對(duì)的蠑螈在受傷后不能恢復(fù)功能性脊髓，而是形成在人類損傷修復(fù)中發(fā)生的瘢痕組織。后續(xù)研究將調(diào)查人體細(xì)胞中是否存在相反的情況。

“參與蠑螈再生的基因在人類和蠑螈之間是高度保守的，到目前為止，蠑螈還沒(méi)有具有再生特異性的基因，”Echeverri說(shuō)。“這完全取決于你在受傷后直接與誰(shuí)合作，以及如何驅(qū)使你再生或形成疤痕組織。這有點(diǎn)像在生活中，與你合作的人可以產(chǎn)生真正的積極或消極影響。“

了解蠑螈脊髓再生及其與人類過(guò)程的相似性，更有趣的是，它們可以幫助研究人員和最終醫(yī)生改善嚴(yán)重人類脊髓損傷的治療方法。

“這不僅對(duì)人類脊髓損傷有很大的翻譯潛力，而且還有很多神經(jīng)退行性疾病，”Echeverri說(shuō)。