科學(xué)家在渦蟲體發(fā)現(xiàn)神奇干細(xì)胞 可幫人類肢體再生

近日科學(xué)家取得了一項(xiàng)重要突破，也許將幫助人類實(shí)現(xiàn)肢體再生的夢(mèng)想?？茖W(xué)家在渦蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種干細(xì)胞，可讓扁蟲重新長出頭部、大腦或其它身體組織。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)人類而言意義重大。再生醫(yī)學(xué)致力于實(shí)現(xiàn)皮膚細(xì)胞、甚至整個(gè)器官的再生，可用于治療多種疾病，如先天缺陷、失明、糖尿病、心臟病和癌癥等。

美國密蘇里州堪薩斯城斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的一支專家團(tuán)隊(duì)采用新型“流動(dòng)細(xì)胞術(shù)”對(duì)快速流動(dòng)的血液中的細(xì)胞進(jìn)行掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這種能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)器官再生的特殊干細(xì)胞，并在其開展再生行為前、提前將其從渦蟲體內(nèi)分離出來。渦蟲常見于池塘和湖泊中。一些科學(xué)家認(rèn)為，這種常見生物或?qū)⒊蔀槿祟悓?shí)現(xiàn)永生的關(guān)鍵。

這種干細(xì)胞被命名為Nb2，是成體多功能干細(xì)胞的一種。人體內(nèi)的這種“未分化”細(xì)胞可發(fā)育為多種器官與組織。該研究的高級(jí)作者、霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的分子生物學(xué)家亞力山卓·桑切斯·阿爾瓦拉多教授指出：“這是我們首次對(duì)成體多功能干細(xì)胞開展前瞻性分離。”

“我們的研究結(jié)果說明，這種神奇的細(xì)胞不再是一個(gè)抽象概念，而是真實(shí)存在。它能夠使動(dòng)物重獲再生能力。并且我們成功實(shí)現(xiàn)了該細(xì)胞的活體提純，并對(duì)其開展了詳細(xì)研究。”

能發(fā)現(xiàn)這種細(xì)胞，還要?dú)w功于一種名叫piwi-1的蛋白質(zhì)標(biāo)記。更重要的是，這種蛋白質(zhì)也存在于人體中。桑切斯·阿爾瓦拉多教授補(bǔ)充道：“我們?cè)跍u蟲和人類體內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了這種蛋白質(zhì)表達(dá)，說明其中隱藏著某些我們可以利用的機(jī)制。”

“我認(rèn)為這些原則可廣泛適用于任何依賴干細(xì)胞進(jìn)行發(fā)育的生命體。這自然也包括全體人類。”就科學(xué)家所知，人類出生后、體內(nèi)便不再含有多功能干細(xì)胞。而渦蟲體內(nèi)的多功能干細(xì)胞卻能一直保留到渦蟲發(fā)育成熟，然后變?yōu)樗^的“成體多功能干細(xì)胞”，又名“成體未分化細(xì)胞”?？茖W(xué)家認(rèn)為，這些成體未分化細(xì)胞便是實(shí)現(xiàn)再生的關(guān)鍵。

科學(xué)家自19世紀(jì)末便開始了對(duì)成體未分化細(xì)胞的研究。但一直到近幾十年，科學(xué)家才憑借先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)與分子技術(shù)發(fā)現(xiàn)，這種細(xì)胞其實(shí)有許多不同類別，其特性多種多樣，基因表達(dá)規(guī)律也不盡相同。

桑切斯·阿爾瓦拉多教授解釋道：“我們也許要向100條渦蟲體內(nèi)植入100中不同的細(xì)胞，才能找到唯一能夠真正實(shí)現(xiàn)器官再生的多功能細(xì)胞。”“而光是要找到一種符合‘成體未分化細(xì)胞’定義的細(xì)胞，就需要開展大量工作。”“要想通過識(shí)別該細(xì)胞表達(dá)的基因、在分子層面上定義該細(xì)胞，就必須將其破壞、進(jìn)行加工處理。但這樣一來，細(xì)胞就必然會(huì)死亡，無法讓我們?cè)诩?xì)胞再生過程中進(jìn)行追蹤。”

長時(shí)間以來，科學(xué)家一直用piwi-1蛋白作為區(qū)分成體未分化細(xì)胞和其它細(xì)胞的標(biāo)志。因此該研究的共同作者曾安博士根據(jù)細(xì)胞是否表達(dá)出這種蛋白、對(duì)不同細(xì)胞進(jìn)行區(qū)分。只有含較多piwi-1蛋白的細(xì)胞才符合成體未分化細(xì)胞的篩選標(biāo)準(zhǔn)。

桑切斯·阿爾瓦拉多教授指出：“我們此前從未對(duì)渦蟲開展過此類基因表達(dá)與蛋白質(zhì)含量同時(shí)進(jìn)行的量化分析。”“若沒有斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的這些先進(jìn)科學(xué)儀器，包括分子生物、流動(dòng)細(xì)胞術(shù)、生物信息學(xué)和成像儀器等，我們便無法開展這樣的分析。”

“許多研究人員一度認(rèn)為，所有能表達(dá)出piwi-1蛋白的細(xì)胞都屬于成體未分化細(xì)胞，與該標(biāo)記物的含量無關(guān)。但我們的研究顯示，標(biāo)記物含量其實(shí)會(huì)關(guān)系到某種細(xì)胞是否屬于成體未分化細(xì)胞。”

曾安對(duì)約8000個(gè)富含piwi-1蛋白的細(xì)胞進(jìn)行了篩選，剔除掉最終會(huì)分化為肌肉或皮膚等組織的細(xì)胞，最后只剩下了兩種可能具有多功能的細(xì)胞，分別命名為Nb1和Nb2。其中Nb2組可表達(dá)出tetraspanin蛋白。該蛋白位于細(xì)胞表層，有悠久的進(jìn)化歷史，但人們對(duì)它了解甚少。

接著，曾安制作了一種特殊抗體，將這種細(xì)胞從各種成體未分化細(xì)胞中提取出來。最后，他再將這個(gè)提純后的細(xì)胞植入一只受到了致命輻射劑量照射的渦蟲體內(nèi)。結(jié)果，這些細(xì)胞不僅開始重新分化、救了這些渦蟲一命。而且與用傳統(tǒng)方法提純的細(xì)胞相比，這些細(xì)胞還連續(xù)多分化了14次。

桑切斯·阿爾瓦拉多教授表示：“我們的研究使多功能干細(xì)胞的種類進(jìn)一步豐富。在此基礎(chǔ)上，許多從前無法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都可以得到開展。”

此前英國諾丁漢大學(xué)的研究人員在分析渦蟲的重復(fù)再生能力后指出，渦蟲能夠?qū)崿F(xiàn)永生。六年前，專家曾將一只渦蟲切割成許多份，結(jié)果每部分都發(fā)育成了一只完整的新渦蟲，最后共培育了出2萬多只渦蟲。研究人員認(rèn)為，這有助于科學(xué)家尋找使人類延年益壽、青春永駐的新方法。