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蝾螈脑再生研究:给人脑再生带来了新希望

来源:光明日报客户端2022-09-14 16:27

  近日,广东省人民医院费继锋教授团队联合国内外多家研究机构,以共同通讯作者在国际顶级期刊《科学》(《Science》)上发表了题为“利用时空转录组技术解析蝾螈大脑再生的关键干细胞亚型”的原创论文。该研究揭秘了启动蝾螈大脑再生的重要机制,通过进一步的深入研究有望破解再生修复人类大脑的奥秘,为治疗大脑退行性疾病(帕金森病、阿尔茨海默病)以及其它脑损伤提供有效的临床方案。

  大脑在受到损伤之后在临床上依然缺乏有效的治疗手段。如何找到再生修复受损大脑的方法?蝾螈是目前已知的四足脊椎动物再生的冠军,它的大脑、脊髓、四肢以及各种脏器在收到损伤后均可以近乎完美的进行再生修复。费继锋教授介绍说,利用蝾螈可近乎完美修复受损大脑的这一特性,课题组找到启动大脑再生修复的“种子”细胞,并且绘制了大脑再生过程的蓝图。

  本研究首先发现了介导蝾螈大脑损伤后再生的关键“种子”细胞---一类不同于大脑成体神经干细胞,但与发育早期干细胞状态非常相似的亚群。进一步通过比较脑再生以及发育过程中的干细胞分化路径以及相应的分子调控网络,发现再生过程实际上是脑发育的重现。即蝾螈在大脑再生的过程中,能够实现脑神经干细胞的返老还童,进一步通过与胚胎时期大脑发育相似的细胞及分子机制修复再生损伤的大脑。

  人体的多种器官大都是在胚胎早期经历发育的过程形成的。随着年龄的增长,意外或者疾病的发生均可导致器官功能损害及衰竭,是危害人类健康的一个重大因素。人体包括大脑在内的多数器官的再生修复能力非常弱,是否能够通过人工干预的手段在受损器官的原位启动修复?

  基于目前的研究结果,课题组下一步的研究目标是,如何在包括人类在内的哺乳动物体内实现大脑再生。其中涉及到大脑“种子”细胞的激活以及关键因子的导入,从而打开人类大脑再生的开关。最终的研究计划的成功实施将有望制定新的治疗方法,用于改善大脑疾病患者的临床康复----即实现人类大脑再生修复。同时,课题组目前开展的蝾螈多组织器官再生机制的研究工作,也有望在借鉴到改善人类其他组织器官再生策略的制定。

  费继锋教授和墨西哥钝口螈(一种实验室常用蝾螈种属)已有20多年的缘分了,在国外留学期间,他先后师从德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所所长Wieland Huttner教授以及德国德累斯顿再生治疗中心所长Elly Tanaka教授。归国后,费继锋在国内建立了世界领先的以墨西哥钝口螈为模型研究组织器官损伤再生的独特实验平台。近年来,与Tanaka教授等多个研究团队合作,解析了墨西哥钝口螈全基因组,是目前人类所测序的最大动物基因组之一。目前,实验室主要利用所构建的一系列技术体系,结合蝾螈中枢神经系统的再生优势,集中攻关中枢神经系统再生修复机制,将研究成果与临床需求紧密结合,希望能够有助于早日开发出改善人类大脑再生的有效药物。(光明日报全媒体记者吴春燕)

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