苹果螺的眼睛与人类眼睛具有异常相似的结构——不同之处在于,其眼睛在受伤甚至截除后能够完全再生。斯托尔斯医学研究所的新研究确立了苹果螺(Pomacea canaliciulata)作为研究感官器官再生的全新实验模型,为理解并治疗黄斑变性等人类眼部疾病提供突破路径。
这项由研究所所长安立奎·桑切斯·阿尔瓦拉多博士实验室主导的研究发表于《自然通讯》。研究团队在加州大学戴维斯分校助理教授爱丽丝·阿科西(Alice Accorsi)带领下发现,苹果螺不仅拥有类似人类的相机型眼结构,还开发出稳定的基因编辑技术,通过CRISPR-Cas9干扰pax6基因功能,成功培育出无眼螺系。
研究揭示了苹果螺眼再生的四阶段过程:前7天为伤口愈合,随后7天形成特殊细胞团,第14-21天晶状体和视网膜开始发育,28天完成组织成熟。这种再生能力与人类仅限于第一阶段的修复形成鲜明对比,为解析再生机制分歧点提供关键线索。
研究人员首次证实,苹果螺基因组中存在脊椎动物和果蝇眼发育核心基因pax6,并通过基因编辑验证其对眼发育的必要性。实验中敲除pax6基因的螺胚完全缺失眼部结构,这一发现不仅确立苹果螺的基因研究可行性,更揭示了跨物种眼再生的保守分子机制。
团队通过系统收集各再生阶段的基因表达数据,构建了首个无脊椎动物感官器官再生的遗传图谱。阿科西表示:"现在我们已掌握候选基因列表,下一步将逐个验证这些基因在再生和发育中的作用。"
桑切斯·阿尔瓦拉多指出,这项研究标志着人类首次实现对复杂感官器官再生全过程的机制解析,从损伤修复到完整器官重建的突破。诺丁汉大学戴维森教授评论称,该模型填补了软体动物基因研究领域的空白,其遗传可操作性将极大推动该领域发展。
目前研究团队正通过基因编辑技术深入解析再生机制,旨在建立首个无脊椎动物眼再生的分子调控网络。这项突破不仅为治疗视网膜变性等疾病提供新靶点,更展示了生物学研究中突破传统认知的可能性。
【全文结束】


