大脑可“返老还童”，实现再生？广东专家这项研究登《科学》封面

自然界部分动物具有“再生”能力，如壁虎可再生断尾，鲨鱼可无限地再生牙齿，蝾螈有能力对多种组织器官，肢体，甚至大脑进行重建......

近日，广东省人民医院（下称“省医”）作为共同通讯作者单位在国际顶级期刊《Science》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”的论文，该研究揭秘了启动蝾螈大脑再生的重要“开关”。

目前，临床上对于大脑退行性疾病以及其他脑损伤，依然缺乏有效解决方案。我们是否可以通过研究拥有强大再生能力的蝾螈，来破解再生修复人类大脑的奥秘？

抱着上述猜想，省医医学研究中心费继锋教授联合华大生命科学研究院等多家科研机构对蝾螈脑再生机制开展了长达两年半的研究。

选择 | 蝾螈有70%的基因与人类同源，再生能力强悍

为什么是蝾螈，而不是更为常见、易获取的壁虎、螃蟹？

“蝾螈有70%的基因与人类同源，并且其细胞组成也与人类非常相似。因此，找到蝾螈再生开关，在某种程度上也可以认为能在人类大脑中找到同样的再生开关。”

费继锋表示，实际上国内外也有专家以壁虎、蟋蟀、螃蟹等作为再生研究的模式生物。但与上述模式生物相比较，蝾螈进化程度更高，系四足脊椎动物；再生能力更强，如壁虎再生的尾巴丢失了大部分神经元，即长出来的是“假肢”，而蝾螈包括大脑在内的组织器官再生是几乎完美复刻。

器官再生，更深层次的是，器官是否能协调再生，是否与原先健康状态近乎无差异地再生。“再生的过程，实则包括血液、骨骼、肌肉等各个组成部分的精确协调。如盲目再生，便会成为另一种病态。”

简而概之，蝾螈是研究再生能力最理想的模式生物之一。

▲费继锋

发现 | 蝾螈大脑的再生，实际上是发育的重启

蝾螈再生能力强大，意味着一般不会自然出现脑组织缺损的情况。

对此，费继锋团队构建了一个“损伤模型”，移除蝾螈一小部分（0.5mm *0.5mm）脑组织。“该研究里面所用的造模方法，实际上就是在蝾螈的脑袋里打一个洞。两个月之后，可以发现蝾螈脑袋里打的洞完全消失了，再生部位的神经元类型与分布和损伤前十分相似。”

费继锋团队进一步联合华大基因利用时空转录组技术，将脑损伤前后的脑组织做成切片，以此研究损伤前后，细胞里的基因表达模式。

期间，他们惊喜地发现了在蝾螈大脑损伤后，参与再生的关键的“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。“我们还发现了种子细胞存在返老还童的过程，再生实际上是发育的重启。”

蝾螈和已知的大部分动物一样，随着个体生长发育的进行，细胞是逐渐衰老的，符合基本发育轨迹。然而神奇的是，蝾螈的细胞受到损伤后会产生逆发育，出现“返老还童”的表现，细胞回到了与胚胎发育早期非常相似的状态。

“也可以说，细胞‘返老还童’可能是再生的前提，它必须拥有逆转的能力，使自身逆转到更年轻的状态，即胚胎发育早期状态，再重新启动发育开关。”费继锋说。

▲蝾螈

探索 | 继续寻找启动大脑再生“开关”的钥匙

促使蝾螈大脑再生的关键干细胞亚型，是否同样存在于人类大脑？又该如何启动再生开关？

费继锋认为，在人类大脑是极有可能可以找到同源同宗的细胞，实现逆转和再生。未来的研究工作将基于此研究的成果，继续探寻启动人类大脑再生的关键开关及钥匙，以期实现人类脑损伤后的原位再生。

“我们也将结合多物种，看是否存在返老还童的表现，但最关键是找到控制‘开关’的钥匙。这是一个较长期研究，可能还需要若干年。”

---

记者 | 周艳梅 

编辑 | 吴秋秋  责编 | 张秀丽

通讯员 | 靳婷

广东卫生在线全媒体团队出品

推荐阅读