科學(xué)家利用一項(xiàng)涉及分析數(shù)千個(gè)單細(xì)胞的技術(shù)，找到了一種捕獲扁蟲(chóng)再生基礎(chǔ)的干細(xì)胞的新方法。小型扁蟲(chóng)亞歷杭德羅·桑切斯·阿爾瓦拉多的研究看起來(lái)并不特別。它們是黃棕色，有柔軟的身體和略尖的頭部。他說(shuō)，如果你手里拿著一個(gè)，那將是“大約是腳趾甲的大小”。但是這些被稱為渦蟲(chóng)的小蟲(chóng)子擁有一種當(dāng)前在動(dòng)物王國(guó)中無(wú)與倫比的超級(jí)大國(guó)：它們可以再生整個(gè)身體 - 包括頭部 - 甚至是尾巴的碎片。

6月，SánchezAlvarado的團(tuán)隊(duì)報(bào)告發(fā)現(xiàn)并凈化了一種似乎是這種能力的細(xì)胞類型。研究人員發(fā)現(xiàn)，將這些干細(xì)胞中的一種移植到扁蟲(chóng)中有助于它們從一種致命劑量的輻射中恢復(fù)。Stowers醫(yī)學(xué)研究所的霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)研究員SánchezAlvarado及其同事描述了期刊Cell的工作。

人類成體干細(xì)胞不是那么有效。但是，SánchezAlvarado說(shuō)，隔離和研究渦蟲(chóng)的再生能力來(lái)源可能有助于科學(xué)家增強(qiáng)人體細(xì)胞的能量。這可能使我們的身體能夠更好地修復(fù)受損或衰老的細(xì)胞，甚至可以修復(fù)由退行性疾病引起的損傷。

“你可以想象利用這些知識(shí)試圖從我們自己的細(xì)胞中哄騙活動(dòng) - 減輕我們的一些疾病，”SánchezAlvarado說(shuō)。那一天仍然遙遙無(wú)期。“但你必須采取措施才能到達(dá)那里，”他說(shuō)。“這是其中一個(gè)步驟。”

神奇蠕蟲(chóng)

Planarians看起來(lái)很簡(jiǎn)單的身體相信他們神秘的技能。

頭部的兩個(gè)腦葉連接到兩條神經(jīng)索，一直延伸到尾尖。神經(jīng)元像梯子中的臺(tái)階一樣橋接繩索。SánchezAlvarado說(shuō)，扁蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)際上相當(dāng)復(fù)雜。它們包含了曾經(jīng)描述過(guò)的各種神經(jīng)元。

然而，不知何故，如果被剪成碎片，扁蟲(chóng)可以再生所有這些不同的細(xì)胞類型。“這些動(dòng)物可以切成幾十個(gè)碎片，每一個(gè)都會(huì)繼續(xù)再生一種完整的動(dòng)物，”他說(shuō)。

在19世紀(jì)后期，科學(xué)家們將這種再生潛力的來(lái)源追溯到新生細(xì)胞簇，這種多能干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為體內(nèi)任何類型的細(xì)胞。SánchezAlvarado說(shuō)，新生蟲(chóng)在扁蟲(chóng)中非常豐富，但并非所有新生物都相似。有些似乎在再生中起著重要作用。他說(shuō)，尋找那些能夠做到的不僅僅是在大海撈針中尋找針頭，“就像在一根針上尋找針頭一樣。”

SánchezAlvarado想要捕獲這些細(xì)胞來(lái)研究它們 - 但首先他必須找到它們。他的團(tuán)隊(duì)首先確定了產(chǎn)生高水平PIWI-1蛋白和RNA的細(xì)胞，已知這些細(xì)胞是由新生細(xì)胞產(chǎn)生的。然后，他的團(tuán)隊(duì)對(duì)7,000多名PIWI-1生產(chǎn)者進(jìn)行了遺傳分析，并比較了所有不同細(xì)胞中的基因。

研究人員使用這些信息來(lái)識(shí)別具有相似行為的細(xì)胞群。一組綽號(hào)“NB2”脫穎而出。SánchezAlvarado說(shuō)，它似乎是一種無(wú)特征的成神經(jīng)細(xì)胞。“我們假設(shè)NB2細(xì)胞群可能含有多能性新生細(xì)胞。”

去釣魚(yú)

研究人員利用一種分子鉤從其他新生細(xì)胞池中捕獲NB2細(xì)胞。然后，研究小組將這些細(xì)胞移植到被輻射爆破的活體動(dòng)物身上。輻射殺死新生細(xì)胞，蠕蟲(chóng)需要補(bǔ)充舊的和垂死的細(xì)胞。如果沒(méi)有新生體，平民通常會(huì)在數(shù)周內(nèi)死亡。

但當(dāng)他的團(tuán)隊(duì)向受輻射的扁蟲(chóng)中注入一個(gè)NB2細(xì)胞時(shí)，他們幸免于難。事實(shí)上，SánchezAlvarado說(shuō)，“他們今天仍然活著。” 研究人員發(fā)現(xiàn)，他的團(tuán)隊(duì)測(cè)試的大約四分之一的NB2細(xì)胞能夠從輻射中拯救蠕蟲(chóng)。他表示，與之前的努力相比，救援效率提高了約30倍。

懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所的HHMI研究員干細(xì)胞生物學(xué)家Peter Reddien說(shuō)，這些結(jié)果表明這些干細(xì)胞是再生的關(guān)鍵因素。Reddien的團(tuán)隊(duì)還分析了成千上萬(wàn)的新生物，并確定了不同的集群，這些工作發(fā)表在四月份的“ 科學(xué) ”雜志上。

Reddien說(shuō)，SánchezAlvarado的工作為科學(xué)家提供了一種新的有效方法，可以將這些強(qiáng)大的干細(xì)胞拉出來(lái)。“一旦這些細(xì)胞被分離出來(lái)，就可以進(jìn)一步研究它們。這將有助于我們了解干細(xì)胞如何促進(jìn)這些動(dòng)物的再生。”

現(xiàn)在，SánchezAlvarado想要弄清楚究竟是什么讓這些細(xì)胞發(fā)生了變化。他還想利用遺傳技巧點(diǎn)亮活體蠕蟲(chóng)內(nèi)部的細(xì)胞 - 實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞。

“我們從未見(jiàn)過(guò)這些細(xì)胞做他們做的事情，”他說(shuō)。“我只是在談?wù)撍鼤r(shí)感到很興奮。”