医学进展
2014年08月号
医学进展
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医生日记
在他乡

节肢动物和脊椎动物的肌肉再生拥有共同的细胞基础

作者:李秋实

许多动物都能够再生截肢或受损的身体部分,但目前还不清楚不同的类群所依赖的策略是否相似。涡虫和脊椎动物使用不同的策略,分别基于多潜能或定向祖细胞而更换损失的组织。

虽然再生能力在动物中是普遍存在的,再生的进化起源仍然未知。广泛的具有再生能力的动物中,祖细胞只在涡虫、脊椎动物和腔肠动物中被发现。不同的动物使用不同的策略来替代丢失的组织。在涡虫,所有组织再生的多能祖细胞来自一个共同的细胞池,而在脊椎动物中,不同类型的细胞,产生于不同的祖细胞。腔肠动物则利用在不同的物种中不同分化程度的祖细胞。在大多数动物门,我们缺少工具来严格确定这些祖细胞的谱系。因此,我们不知道类似的祖细胞类型是否存在于不同的门类中,是否有共同的再生策略,哪些策略最古老。

我们需要确定的再生组织起源的实验工具。在本次研究中,研究者提供了一种可靠的研究模型,甲壳动物Parhyale hawaiensis。研究表明,Parhyale的再生涉及的祖细胞,与脊椎动物中的类似。研究发现了一种表达Pax3 / 7的肌卫星细胞,之前只在脊索动物中被发现,是一类Parhyale再生肌源。这些相似点提示再生具有共同的细胞基础,追溯到两侧对称动物的共同祖先。

该项研究揭示了许多节肢动物和脊椎动物的肢体再生之间的相似之处。首先,再生的外胚层和中胚层细胞来源于不同的祖细胞,而不多能祖细胞的共享池。第二,在断肢残存祖细胞。第三,肌肉再生需要某种祖细胞类型,与再生前肌肉紧密相关的卫星细胞,有助于新形成的肌纤维。这些反映细胞类型和维修策略的相似点说明在前寒武纪时期存在共同祖先。(作者:李秋实)

参考文献《Science》2014;343:788


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