新研究揭示脊髓再生的奧秘
最近,海洋生物實(shí)驗(yàn)室(MBL)的科學(xué)家已經(jīng)確定了蠑螈中的基因調(diào)控元件,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。有趣的是,這些基因也存在于人類中,盡管它們以不同的方式被激活。他們的研究結(jié)果發(fā)表在本周的《Communications Biology》雜志上。
“蠑螈是再生界的冠軍,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,”Karen Echeverri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方向進(jìn)行。”
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,你與誰(shuí)合作會(huì)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)程的差異,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。
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