人类具有显著的再生能力——伤口可以愈合、骨折能自行接合,甚至某些器官在遭受重创后也能再生,但这些能力远不及微小的星芒海葵(Nematostella vectensis)的愈合本领。
这种分布于美国东海岸及英国东南沿海的海葵属于刺胞动物门,其全身再生能力举世闻名。以灯塔水母(Turritopsis dohrnii)为代表的刺胞动物甚至具备功能性永生能力,这使其成为抗衰老研究的重要对象。
在最新发表于《科学进展》期刊的研究中,维也纳大学研究团队首次识别出红珊瑚海葵体内具有多能性的干细胞群。这些细胞使刺胞动物得以持续汲取传说中的“青春之泉”。人类干细胞虽具备有限再生能力(这也是抗衰老疗法研究的核心),但其他动物如刺胞动物却展现出远超人类的全身再生特性。
由于该物种既能无性繁殖又能适应实验室培养条件,N. vectensis已成为研究刺胞动物永生机制的关键“模式生物”。尽管科学家早知这种海葵几乎不显衰老迹象,但由于干细胞体积极小,其永葆青春的机制长期未能破解。
研究团队采用“单细胞基因组学”技术,在维也纳大学Ulrich Technau教授带领下,通过分析转录组谱型追踪干细胞谱系。研究第一作者Andreas Denner表示:“结合单细胞基因表达分析与转基因技术,我们发现海葵体内存在能分化为神经细胞和腺体细胞的大规模细胞群,这些细胞符合多能干细胞特征。”
研究特别关注进化高度保守的nanos和piwi基因——这两类基因编码的调节蛋白同时参与干细胞分化和配子形成(产生生殖细胞的过程)。当团队利用CRISPR基因剪刀技术使nanos2基因突变时,发现该蛋白对生殖细胞和体细胞的形成均至关重要,其出现时间可追溯至6亿年前。
随着科学家发现具有潜力的干细胞候选群体,未来研究将深入解析刺胞动物(如红珊瑚海葵)对抗衰老损伤的机制——这些机制使它们在几乎其他所有物种都会衰老的地球上独树一帜。
【全文结束】