促脊髓再生的基因伴侶揭示脊髓損傷修復研究新方向

　　海洋生物實驗室（MBL）的科學家最近已經確定了axolotl salamander（一種蠑螈）中的基因“伙伴關系”——當它們被激活時，能夠在嚴重脊髓損傷后讓神經管和相關神經纖維實現功能性再生。有趣的是，這些基因也存在于人類中，可惜它們是以不同的伙伴關系被激活。該研究結果發表在本周的Nature Communications Biology上。

　　“蠑螈是再生界的冠軍，因為它們多個身體部位可以再生。例如，損傷其脊髓，它們可以完全再生脊髓，并恢復運動和感覺控制，”Karen Echeverri是尤金貝爾再生生物學和組織工程中心的科學家，他表示 “我們想要了解這個再生過程在分子水平上有什么不同，能夠使得其再生朝著這種促再生反應發展，而不是形成疤痕組織。”

　　Echeverri先前的研究表明，在蠑螈和人類中，c-Fos基因在脊髓損傷后神經系統的神經膠質細胞中上調。她也知道c-Fos無法獨自行動。

　　“這就是我們所謂的obligate heterodimer(專性異源二聚體，必需兩者協同作用才能發揮功能)，所以它必需有一個合作伴侶，”Echeverri表示。

　　在人類損傷反應中，c-Fos與基因c-Jun配對。“c-Fos在蠑螈體內的合作伙伴與在人類不同，這似乎導致了對傷害的響應完全不同。”Echeverri和她的團隊最終確定在蠑螈中，c-Fos與JunB基因共同激活協同作用，將修復損傷引導向功能再生，而不是生成疤痕組織。這種基因激活的差異可追溯到調節基因表達的microRNA的作用。

　　研究人員通過修飾蠑螈的microRNA基因表達，他們能夠強制蠑螈中形成同人類一樣的c-Fos與c-Jun配對。具有人類配對的蠑螈在受傷后不能恢復功能性脊髓，而是形成了瘢痕組織——類似人類損傷修復中發生的情況。后續研究將調查人體細胞中是否存在相反的情況。

　　“參與蠑螈再生的基因在人類和蠑螈之間都是高度保守的，到目前為止，蠑螈還沒有具有再生特異性基因，”Echeverri說。 “這完全取決于你在受傷后直接與誰合作，以及這種合作如何驅使向著再生，還是形成疤痕組織的方向發展。這有點像在生活中，你與誰合作會決定產生真正的積極或消極影響。”

　　了解蠑螈脊髓再生及其與人類過程的差異  -以及更有趣的相似之處  -將有助于研究人員開發出最終有望改善嚴重人類脊髓損傷的治療方法。

　　Echeverri表示：“這不僅對人類脊髓損傷具有巨大的研究潛力，而且對許多神經退行性疾病也具有巨大的研究潛力。”