一种生活在海底、能存活200年的带刺橙色海洋生物，似乎与人类生殖生物学并无明显关联。
然而，一项新研究发现，蝙蝠海星和人类的卵巢在遗传学、细胞类型和信号传导过程方面有着惊人的相似性——尽管这两个物种谱系在5亿多年前就已经分化。
研究生育能力的新模型
这一发现确立了海星作为研究生育能力、卵子发育和生殖衰老的 promising 新模型，这些研究最终可能对人类医学有益。
该研究由海洋生物实验室Eugene Bell中心的助理科学家Zak Swartz领导。
Swartz的团队绘制了构成蝙蝠海星卵巢的细胞类型，并将其与已知的人类卵巢生物学进行了比较。
研究人员发现的共同点表明，卵巢功能的核心特征在两个动物群体共享的最后共同祖先中就已经确立——远在脊椎动物出现之前，更不用说哺乳动物了。
两种不同策略，一套共享工具包
人类和海星的生殖方式看起来几乎完全不同。人类在胚胎期就产生了其一生所需的全部卵子。
这些卵子会休眠多年，在青春期后逐渐成熟，并在最终结束的生殖寿命期间以有限数量释放。卵子供应逐渐耗尽，生育能力随之下降。
海星则完全采取另一种方式。它们可以活到200年，并在其一生中持续产生数百万个新卵子，直接将它们释放到海水中进行体外受精。
Swartz团队在研究这些截然不同策略背后的遗传学和细胞结构时发现，其机制的相似性比结果所显示的要高。
古老的颗粒细胞
在人类卵巢中，每个卵细胞都被称为颗粒细胞的支持细胞所包围。
这些细胞使卵子保持休眠状态，直到收到正确的信号，然后支持其发育和最终释放。
海星是否有类似的结构尚不清楚。
Swartz团队发现，蝙蝠海星的卵细胞也被类似颗粒细胞的支持细胞所包围，通过明显相似的细胞机制执行相同的基本功能。
Swartz表示："从进化角度看，这表明这种细胞类型在生殖中扮演着基础性角色。"
这是一个引人注目的结论。如果海星和人类都有这些支持细胞，且两个谱系都可以追溯到5亿多年前的共同祖先，那么类似颗粒细胞的结构似乎是卵巢生物学的一个古老特征。
卵巢内的神经元
该团队还发现了一些他们未曾预料到的东西：在海星卵巢外层似乎存在一个相互连接的神经元网络。
在脊椎动物中，生殖是由从大脑通过激素通路传递到生殖器官的信号调节的。
但海星没有大脑。那么它们如何调节卵子发育和释放呢？
那些看起来像神经的细胞所表达的基因提供了线索。
大脑出现前的生殖
团队识别出类似于脊椎动物中大脑与生殖器官之间通信所涉及的神经肽的信号分子。
卵巢本身似乎可能携带着一个内置的神经内分泌系统，能够在没有中枢大脑输入的情况下调节其自身功能。
Swartz说："有很多动物没有大脑但有卵巢。它们在这种情况下如何调节生殖？"
他的团队怀疑，答案是调节系统本身就存在于卵巢内部。
在动物进化的早期，在大脑存在之前，这种局部信号传导可能是控制生殖的方式。
终身生育能力的秘密
海星卵巢在医学上最有趣的一个方面可能是它如何无限期地持续产生卵子。
Swartz团队发现了他们认为是生殖干细胞的细胞，它们嵌入在卵巢的分支状、分形结构中——这些细胞似乎能够持续补充卵前体的供应。
在哺乳动物中，产生卵子的细胞在过程中被消耗掉——一个始祖细胞产生一个卵子并被耗尽。
海星的假设则不同：等效细胞可能既能产生卵子又能自我更新，维持卵巢跨越数世纪生命的生产能力。
Swartz说："由于海星在遗传上拥有与我们人类非常相似的基因工具包，它们必须以非常不同的方式开启或关闭'这些相同的基因，从而使长期干细胞得以持续存在。'"
下一步是什么
准确理解这些基因开关的工作原理是下一个前沿领域。
如果基因大部分是共享的但受到不同调控，那么确定改变调控的因素可能指向延长或恢复人类生殖功能的方法。
Swartz设想，未来可能开发出帮助恢复生育能力或增强干细胞治疗的疗法——这些见解来自于一种本不应该告诉我们任何关于自身信息的动物。
这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
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