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人类基因阻止斑马鱼再生

2019-02-15 09:27:58 • 来源：

有朝一日，再生医学可以让医生纠正先天性畸形，再次受损手指，甚至修复心脏病。但要做到这一点，他们将不得不考虑身体自身的抗癌安全系统。现在，加州大学旧金山分校的研究人员发现了一种人类基因，可能是这种权衡的关键调节因子，可以阻断肿瘤和健康的再生。

人类基因阻止斑马鱼再生

作为一个孩子，加州大学旧金山分校的医学博士Jason Pomerantz对蝾螈可以再生四肢感到惊讶。现在，作为一名整形外科医生和干细胞研究人员，他相信斑马鱼和蝾螈等生物的见解，常常会使受损的尾巴，四肢，下颚甚至心脏再生，有朝一日可能会赋予人类更高的再生能力。

“在过去10到15年间，由于像斑马鱼这样的再生生物已经在实验室中进行了遗传学研究，我开始相信这些动物可以告诉我们人类再生的可能性，”Pomerantz说。“为什么这些脊椎动物能够再生高度复杂的结构，而我们不能呢?”

人性化斑马鱼可防止鳍再生

关于斑马鱼和蝾螈的再生能力是否代表哺乳动物丧失的古老能力的问题，也许是为了换取先进的肿瘤抑制系统，对于生物学家来说仍然是一个悬而未决的问题。大多数肿瘤抑制基因对于预防癌症和在发育期间形成组织非常有用，在许多不同物种中广泛分布和保守。然而，最近的研究表明，最近在禽类和哺乳动物谱系中出现了一种Arf基因，并且在高度再生动物的基因组中没有相应的基因。

为了探究这种基因是否可能在预防人类组织再生方面发挥作用，研究人员将人类ARF添加到斑马鱼基因组中，并评估它如何影响鱼类在受伤后再生受损鳍的正常能力。他们发现人类ARF对鱼类的正常发育或对表面损伤的反应没有影响，但是当研究人员修剪掉鱼尾鳍的尖端时，该基因变得强烈活化并且通过激活保守的肿瘤几乎完全阻止了鳍再生。阻断途径。

“这就像基因误将再生鳍细胞误认为是有抱负的癌细胞，”Pomerantz说道，他是加州大学旧金山分校塑料和整形外科副教授，加州大学旧金山分校医学中心和牙科学院颅面中心外科主任。“所以它会采取行动阻止它。”

Pomerantz说，值得注意的是，ARF可以很容易地融入鱼类现有的肿瘤阻断途径中。“人类化一种较低级的脊椎动物物种来研究再生以前一直没有被使用过，而且令我们惊讶的是它变得非常容易处理。这种基因非常干净，完全改变了生物体的反应。”

人体组织再生需要平衡动作

Pomerantz说，这一发现表明，未来促进人类再生的努力可能需要仔细平衡地抑制这种抗肿瘤系统。理论上可以阻断人类中相同的途径，以增强研究人员在实验室培养皿中从干细胞中培养模型器官的能力，从而增强患者从受伤中恢复的能力。由于肿瘤抑制因子被认为通过限制干细胞的恢复活力而在衰老中起作用，因此阻断该途径甚至可能成为未来抗衰老疗法的一部分。

然而，任何此类干预都会带来显着的风险，即消除对肿瘤生长的重要制动。“风险和收益的比例必须合适，”Pomerantz说。“例如，某些先天性疾病导致颅面畸形如此严重，以至于这种治疗的风险可能在临床上合理。”

该研究反映了一种利用斑马鱼等高度再生生物模拟人类再生可能性的新方法。从一开始，前所未有的工作依赖于桑德勒基金会通过UCSF突破性生物医学研究计划获得的机会资助，这项计划得到了国家科学基金会的进一步支持。这项工作的额外资金来自国立卫生研究院。“当我们开始时，不清楚这是否有效，”Pomerantz说。“我非常感谢桑德勒基金会对这项研究的大胆和有远见的支持，这可能最终影响人类状况。”

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