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芝加哥大学新闻

This eel-like animal can regrow a severed spinal cord—twice

脊髓损伤后的自发恢复在人类和其他哺乳动物中几乎闻所未闻,但许多脊椎动物的情况要好一些。例如,鳗鱼样的七鳃鳗,即使在被切断后,也能完全再生它的脊髓——在3个月内,七鳃鳗还能游泳、挖洞、翻身,就像什么都没发生过一样。

在一项新的研究中,来自芝加哥大学附属海洋生物实验室的科学家报告说,七鳃鳗在同一地点第二次完全脊髓损伤后,恢复和再生的效果同样令人印象深刻。该研究为识别促再生分子和潜在的人类脊髓损伤治疗靶点开辟了一条新的途径。

“我们已经确定七鳃鳗的中枢神经系统在多次受伤后恢复得很好。海洋生物实验室尤金·贝尔再生生物学和组织工程中心主任、资深作家詹妮弗·摩根说:“在解剖学和功能上,这种再生几乎与第一次完全相同。”

自海洋生物实验室成立以来,再生一直是其研究的核心领域,尤其是诺贝尔奖得主托马斯•亨特•摩根(Thomas Hunt Morgan)的开创性工作。摩根是一位胚胎学家和遗传学家,1901年发表的著作《再生》(Regeneration)是该领域的经典著作。

一个多世纪后,摩根的实验室取得了许多突破性进展,其中包括2018年的一项研究,该研究发现七鳃鳗的脊髓修复基因也存在于哺乳动物中。

MBL副科学家詹妮弗·摩根解释了海洋七鳃鳗脊髓损伤的自然修复是如何为人类脊髓损伤治疗提供信息的。(录像由海洋生物实验室提供)。

摩根的实验室一直专注于下行神经元,它们起源于大脑,并将运动信号发送到脊髓。在七鳃鳗的中枢神经系统损伤后,这些下降的神经元中的一些会再生,而另一些则会死亡。

摩根说:“我们开始分离单个下降神经元,观察它们的转录谱(基因活动),看看我们是否能确定是什么使它们中的一些比另一些更善于再生。”

“例如,‘好的’再生器可以表达已知的在发育过程中促进生长的分子。这是一种假设。

观察下降的神经元对第二次损伤的反应,可以帮助研究团队梳理出重复的、有弹性的再生所需的因素,这可能对设计更好的治疗策略具有指导意义,旨在促进损伤或疾病后中枢神经系统的再生。

这项研究是由第一作者Kendra L. Hanslik和摩根实验室的其他前研究助理进行的。

摩根说:“这些都是年轻的科学家,其中许多人后来进入了研究生院。这篇论文是他们的心血。为了让七鳃鳗经历两轮再生,他们等了将近六个月才收集到(脊髓)组织并开始分析。我真的为他们完成这项工作的英勇努力感到骄傲。”

引文:Kendra L. Hanslik, Scott R. Allen, Tessa L. Harkenrider, Stephanie M. Fogerson, Eduardo Guadarrama, Jennifer R. Morgan(2019)“Lamprey脊髓的再生能力在重复横断后没有改变。“PLOS ONE。doi: 10.1101/410530

-故事最初出现在海洋生物实验室网站上

新闻英文原版地址:https://news.uchicago.edu/story/eel-animal-can-regrow-severed-spinal-cord-twice