再生超能力：水母的触手是如何在几天内重新长出来的

新的研究揭示了栉水母如何在短短几天内重新长出它们的触须，突出了独特的茎状增殖细胞在这种快速再生过程中的作用。这一突破为其他物种的类似再生过程提供了见解。

　　

日本科学家发现，栉水母利用茎状增殖细胞再生触须，这为研究胚芽形成过程及其在其他生物中的进化相似之处提供了新的见解物种像蝾螈。

这种水母只有小拇指指甲那么大，它可以在两到三天内再生掉下来的触手——但它是如何再生的呢?跨物种再生功能组织，包括蝾螈和昆虫，依赖于形成胚芽的能力，胚芽是一群未分化的细胞，可以修复损伤并长成缺失的附属物。水母，以及其他刺胞动物，如珊瑚和海葵，表现出很高的再生能力，但它们是如何形成关键的囊胚的，直到现在仍然是一个谜。

日本的一个研究小组发现，干细胞样增殖细胞——正在积极生长和分裂，但还没有分化成特定的细胞类型——出现在损伤部位，并帮助形成胚基。

研究结果发表在12月21日的科学杂志《公共科学图书馆·生物学》上。

水母Cladonema pacificum具有分支触须，在截肢后可以强健地再生。资料来源:东京大学藤田宗介

东京大学药学研究生院讲师、通讯作者Yuichiro Nakajima说:“重要的是，胚芽中的这些干细胞样增殖细胞不同于触手中的常驻干细胞。”修复特异性增殖细胞主要作用于新形成的触手的上皮细胞(薄薄的外层)。

中岛说，存在于触手内和触手附近的常驻干细胞负责在体内平衡和再生过程中产生所有细胞谱系，这意味着它们维持和修复水母一生中所需的任何细胞。修复特异性增殖细胞只在损伤时出现。

中岛说:“常驻干细胞和修复特异性增殖细胞一起，可以在几天内使功能性触手快速再生。”他指出，水母使用它们的触手来捕猎和觅食。

常驻干细胞(绿色)和修复特异性增殖细胞(红色)有助于枝线虫触手再生。资料来源:东京大学藤田宗介

第一作者藤田宗介(Sosuke Fujita)表示，这一发现告诉了研究人员如何理解不同动物群体之间胚泡形成的差异。藤田宗介是制药科学研究生院中岛同一实验室的博士后研究员。

Fujita说:“在这项研究中，我们的目的是解决胚芽形成的机制，利用刺胞水母Cladonema的触手作为非双侧动物的再生模型，或者在胚胎发育期间不形成双侧或左右的动物。”他解释说，这项工作可能从进化的角度提供见解。

例如，蝾螈是一种能够再生四肢的双边动物。它们的四肢包含限于特定细胞类型需求的干细胞，这一过程似乎与水母中观察到的修复特异性增殖细胞类似。

Fujita说:“鉴于修复特异性增殖细胞类似于双侧蝾螈肢体中的限制性干细胞，我们可以推测，修复特异性增殖细胞形成的芽胞是动物进化过程中复杂器官和附属物再生独立获得的共同特征。”

在截肢后72小时，Cladonema的再生触须功能完全。资料来源:东京大学藤田宗介

然而，在胚芽中观察到的修复特异性增殖细胞的细胞起源仍然不清楚，研究人员说，目前可用的研究起源的工具太有限，无法阐明这些细胞的来源或识别其他不同的干细胞样细胞。

Nakajima说:“引入能够追踪特定细胞谱系和操纵Cladonema的遗传工具是至关重要的。”“最终，了解再生动物(包括水母)的胚芽形成机制，可能有助于我们识别提高我们自身再生能力的细胞和分子成分。”