通過一條粉粉的、萌萌的蠑螈，中國科學家在國際上首次獲得單細胞水平上的腦發(fā)育與再生的空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，揭秘了啟動蠑螈大腦再生的重要“開關(guān)”!

近日，廣東省人民醫(yī)院作為共同通訊作者單位，與華大、武漢大學等國內(nèi)外單位合作，在國際頂級期刊《科學》(《Science》)發(fā)表了題為“利用時空轉(zhuǎn)錄組技術(shù)解析蠑螈大腦再生的關(guān)鍵干細胞亞型”的原創(chuàng)論文，該院醫(yī)學研究中心費繼鋒教授團隊找到了在蠑螈大腦損傷后參與再生修復的關(guān)鍵的“種子”細胞，并繪制了大腦再生過程的“藍圖”。

“我們利用蠑螈可近乎完美修復受損大腦的特點，找到了啟動大腦再生修復的‘種子’細胞，甚至繪制了它大腦再生過程的‘藍圖’”，費繼鋒介紹。

通俗地說，團隊在蠑螈上建立腦損傷模型，去除一部分端腦組織，形成一個損傷區(qū)域，兩個月左右，這一腦損傷不見了，團隊深入研究蠑螈往這個區(qū)域里“填了什么”。

研究首先鑒定出在蠑螈大腦損傷后，參與再生的關(guān)鍵的“種子”細胞——一類不同于大腦成體神經(jīng)干細胞，但與發(fā)育早期干細胞狀態(tài)非常相似的亞群;之后，進一步通過比較腦再生以及發(fā)育過程中的干細胞分化路徑以及相應的分子調(diào)控網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)再生過程實際上是腦發(fā)育的重現(xiàn)。

簡單來說，就是蠑螈在大腦再生的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)腦神經(jīng)干細胞的“返老還童”，即創(chuàng)口附近的成熟神經(jīng)元在再生過程中具有重編程為相對不成熟的新生神經(jīng)元狀態(tài)的能力，進一步通過與胚胎時期大腦發(fā)育相似的細胞及分子機制，修復再生損傷的大腦。

費繼鋒團隊研究成果的發(fā)表，在醫(yī)學界、科學界引起了強烈關(guān)注。而更多人的聚焦點是“腦再生研究”。人們還關(guān)注到，與費繼鋒團隊論文同時發(fā)表的還有其他來自歐洲、美國的兩篇論文，分別用不同技術(shù)解析蠑螈大腦再生關(guān)鍵的“種子”細胞類型，這樣的發(fā)表方式被稱為“背靠背發(fā)表”。

“因為腦再生難題臨床一直解決不了，全球科學家不約而同將經(jīng)典模式動物的經(jīng)典再生過程與最新技術(shù)結(jié)合，才取得了新突破。”費繼鋒說。

蠑螈70%左右基因與人類同源。費繼鋒介紹，早在150年前，人們就報道了蠑螈的肢體再生現(xiàn)象，如今通過解析蠑螈(具體為墨西哥鈍口螈)全基因組，健全遺傳學技術(shù)應用，在腦創(chuàng)口找到了介導腦再生的“種子”細胞，發(fā)現(xiàn)其腦再生修復的細胞及分子機制，也就相當于找到腦修復“開關(guān)”。

那么，涉及大腦“種子”細胞的激活以及關(guān)鍵因子的導入，能否打開包括人類在內(nèi)的哺乳動物的大腦再生的“開關(guān)”?費繼鋒解釋，在研究成果上的進一步探索，為人腦在受損后原位再生與修復帶來了新希望，“我們目前開展的蠑螈多組織器官再生機制的研究工作，也有望借鑒到改善人類其他組織器官再生策略的制定，當前主要集中研究方向是以大腦和脊髓為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)”。

此外，蠑螈是四足脊椎動物，除了腦可再生外，還可肢體再生，而且肢體與人類很像——有皮膚、骨頭、肌肉、神經(jīng)、血管……因此，研究后期可探索輻射到肢體、心肝脾肺腎等臟器的物理損傷后再生上。