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渦蟲新胚芽細胞發現 或助了解自然「再生」機制

2018/6/19 — 18:12

渦蟲,圖片來源:維基百科

渦蟲,圖片來源:維基百科

渦蟲擁有超凡的重生能力——將其分開幾段後,仍可生存,甚至能重生成數隻渦蟲。最新刊於《細胞 (Cell) 》的研究終於發現這個能力,與一些關鍵細胞和蛋白質有關。

渦蟲的再生能力一直是科學家想解開的秘密。此前數十年研究均認為,渦蟲擁有一種名為新胚芽 (neoblast) 的幹細胞,因此擁有特別的再生能力。然而,研究人員一直都未清楚是哪一種新胚芽細胞令渦蟲可重生。

美國 Stowers 研究中心發展生物學家 Alejandro Sánchez Alvarado 的團隊嘗試以新技術從 12 個候選新胚芽細胞的表面,找出帶有一種名為四穿膜蛋白 (Tetraspanin) 的分子結構。這種蛋白質會在人體癌細胞出現,相信是與其擴散相關,也同時令研究人員懷疑與渦蟲再生有關。

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為找出帶有四穿膜蛋白的細胞,研究人員先利用螢光染料將四穿膜蛋白染色,並發現到帶有四穿膜蛋白的 Nb2 新胚芽細胞。之後,他們再觀察到在渦蟲受傷後,確認 Nb2 數量亦會同時大幅上升。研究人員相信,大量 Nb2 細胞能幫助渦蟲修復身軀。

研究人員再在另一個實驗中,為渦蟲注射高劇量放射性物質。這個份量的放射性物質已足以令渦蟲死亡,但當研究人員將一個 Nb2 細胞注射到渦蟲體內時,細胞竟能自我複製和變異免於一死。

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那 Nb2 會在甚麼時候出現?團隊發現 Nb2 一直在渦蟲體內出現,但只會在牠們受傷時,才會增加基因活動產生大量四穿膜蛋白。然而,研究人員尚未肯定為甚麼 四穿膜蛋白對於修復渦蟲那麼重要,而為甚麼會與 Nb2 相關,但他們估計這可能與細胞之間通訊機制有關。

美國麻省理工學院研究人員 Peter Reddien 在上月也曾發表報告,指他們成功追蹤渦蟲在再生時,細胞內每一個基因活動。或有望能找到類似的基因活動變化,確認 Alvarado 團隊的發現。另外,此研究將有機會令科學家找出大自然中,自我修復能力的機制。未來或能循此方法,進一步了解人類器官與再生能力「有沒有緣」。 

來源:
Science, This one, newly discovered cell can remake a whole animal, 14 June 2018

報告:
Zeng, A., Li, H., Guo, L., Gao, X., McKinney, S., Wang, Y., ... & Alvarado, A.S. (2018). Prospectively Isolated Tetraspanin+ Neoblasts Are Adult Pluripotent Stem Cells Underlying Planaria Regeneration. Cell173, 7. DOI: 10.1016/j.cell.2018.05.006

文/Edward Ho、審核/

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